(时间:90分钟,满分:100分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)
1.关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法正确的是( )
①摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造电荷
②摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体
③感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到物体的另一部分
④感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
解析:选C.不管何种起电方式,电荷都是守恒的,①错误;摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体;感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到物体的另一部分,②③正确,④错误.故选C.
2.两个点电荷相距r时,相互作用力为F,则( )
A.电荷量不变距离加倍时,作用力变为F/2
B.其中一个电荷的电荷量和两电荷间距都减半时,作用力变为2F
C.每个电荷的电荷量和两电荷间距都减半时,作用力为4F
D.一个电荷的电荷量和两电荷间距都增加相同倍数时,作用力不变
解析:选B.真空中两点电荷间的作用力大小与两电荷电量的乘积成正比,与它们距离的平方成反比.A选项中电荷量不变距离加倍时,相互作用力变为原来的1/4,A错误.B选项中,一个电荷的电荷量和两电荷间距都减半时,则作用力变为原来的2倍,B对.C选项中,每个电荷的电荷量和两电荷间距都减半时,则相互作用力不变,故C错.D选项中,一个电荷的电荷量和两电荷间距都增加相同倍数时,由库仑定律可知,作用力变为原来的1/2,D错误.
3.关于电场线的以下说法中,正确的是( )
A.电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同
B.沿电场线的方向,电场强度越来越小
C.电场线越密的地方同一试探电荷受到的电场力就越大
D.顺着电场线移动电荷,电荷受到的电场力大小一定不变
解析:选C.电场线上每一点的切线方向是电场强度的方向,是正电荷在该点受力的方向,与负电荷受力的方向相反,故A错;沿电场线的方向,场强可能越来越大,场强可能越来越小,场强可能不变,这与电场线的疏密程度有关,所以顺着电场线移动电荷,电荷所受电场力可能越来越大,可能越来越小,可能不变,故B、D错.在电场线越密的地方,场强越大,则电荷受到的电场力就越大,C正确.
4.关于磁场、磁感线,下列说法正确的是( )
A.磁场并不是真实存在的,而是人们假想出来的
B.磁铁周围磁感线的形状,与铁屑在它周围排列的形状相同,说明磁场呈线条形状,磁感线是磁场的客观反映
C.磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向
D.磁感线类似电场线,它总是从磁体的N极出发,到S极终止
解析:选C.磁针放在磁体的周围受力的作用,说明磁体在周围空间产生了磁场,磁场是一种客观物质,故A错;人们为了形象地描绘磁场;用图形——磁感线将抽象的磁场描绘出来,磁感线是假想的曲线,其客观上并不存在,故B错;磁感线可以用其疏密程度表示磁场强弱,用线上某点切线方向表示磁场方向,故C正确;在磁体周围磁感线在磁体内部从S极到N极,外部从N极到S极,故D错.正确理解磁感线这一理想模型是解决此类题的基础.
5.如右图所示,在真空中相距为L的A、B两点分别放置电荷量大小均为Q的正、负电荷,那么在离A、B两点距离都等于L的点的电场强度方向和该点的场强大小为( )
A.沿A→B方向,kQ/L2
B.沿B→A方向,2kQ/L2
C.方向沿AB中垂线向外,kQ/L2
D.方向沿AB中垂线向里,kQ/4L2
答案:A
6.如图所示,在长直导线AB旁,有一带正电的小球用绝缘细绳悬挂在O点,当导线中通入恒定电流时,下列说法正确的是( )
A.小球受到磁场力的作用,其方向指向纸里
B.小球受到磁场力的作用,其方向指向纸外
C.小球受到磁场力的作用,其方向垂直AB向右
D.小球不受磁场力的作用
解析:选D.直线电流周围存在磁场,而带电小球相对磁场静止,故带电小球不受洛伦兹力.电荷在磁场中受到洛伦兹力的条件:①电荷必须运动;②运动方向不能与磁场方向平行.
7.关于安培力,下列说法中正确的是( )
A.通电直导线在磁场中一定受安培力作用
B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定只跟磁场方向垂直
C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定只跟电流方向垂直
D.通电直导线所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面
解析:选D.若通电导线放置与磁场方向平行,则安培力为零,若通电导线放置与磁场方向垂直,通电导线所受安培力最大,故通电导线在磁场中不一定受安培力作用,安培力方向始终垂直于磁感应强度B和电流强度I的方向,即垂直于B、I决定的平面,故A、B、C错,D正确.
8.如图所示,在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验中,要使导体棒摆动幅度增大,以下操作中不可行的是( )
A.增加磁铁的数量
B.换成磁性较强的磁铁
C.改变导体棒中的电流方向
D.增大导体棒中的电流
解析:选C.使导体棒的摆动幅度增大,则需增大安培力,由F=BIL知,增加磁铁的数量可使摆动幅度增大;换成磁性较强的磁铁,可使摆动幅度增大;改变电流的方向不影响安培力的大小;增大电流可使摆动幅度增大,故选C.
二、双项选择题(本题共2小题,每小题6分,共12分.在每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求,全选对的得6分,只选一个且正确的得3分,有选错或不答的得0分)
9.在回旋加速器中( )
A.高频电源产生的电场用来加速带电粒子
B.D形盒内有匀强磁场,两D形盒之间的窄缝有高频电源产生的电场
C.两D形盒之间的窄缝处有恒定的电场
D.带电粒子在D形盒中运动时,磁场力使带电粒子速度增大
解析:选AB.回旋加速器内有匀强磁场又有高频电源产生的加速电场,磁场使带电粒子偏转,高频电源的电场给带电粒子加速获得较高能量.在D形盒内,磁场力改变带电粒子的速度方向,不改变速度大小,使带电粒子能够多次被加速,在两个D形盒间缝隙内存在高频电源,使带电粒子速度、动能增大.
10.下列有关带电粒子运动的说法中正确的是(不考虑重力)( )
A.沿着电场线方向飞入匀强电场,动能、速度都变化
B.沿着磁感线方向飞入匀强磁场,动能、速度都不变
C.垂直于磁感线方向飞入匀强磁场,动能、速度都变化
D.垂直于磁感线方向飞入匀强磁场,速度不变,动能改变
解析:选AB.在电场中的电荷一定会受到电场力.沿电场线飞行的电荷,电场力对电荷一定做功,其动能、速度一定变化,故A正确;在磁场中的电荷不一定受到洛伦兹力,若电荷沿磁感线飞行,则电荷不受洛伦兹力,不计重力情况下,电荷将做匀速直线运动,故B正确;若电荷垂直磁感线飞行,则洛伦兹力最大,洛伦兹力只改变运动速度的方向,不改变其大小,即对电荷不做功,故C、D均错.
三、非选择题(本题共6小题,共56分.把答案填在题中横线上或按要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
11.(8分)运动的电子束在垂直于运动方向的磁场中会受到______的作用,显像管通过________控制电子束打在荧光屏上的位置构成画面.
答案:磁场力(洛伦兹力) 磁场
12.(8分)面积为6×10-2 m2的导线框,放在磁感应强度为4×10-2 T的匀强磁场中,当线框平面与磁感线平行时,穿过线框的磁通量为________ Wb;当线框平面与磁感线垂直时,穿过线框的磁通量为________ Wb.
答案:0 2.4×10-5
13.(8分)如果把气球在头发上摩擦几下后靠近位于臂上的汗毛,你可能看到什么现象?请用本章学习的知识分析可能出现的现象并解释该现象.
答案:可能看到汗毛受气球吸引而竖起来,因为气球与头发摩擦后会带上静电,靠近手臂上的汗毛时,汗毛受气球上的静电吸引而竖起来.
14.(10分)根据磁场和导线电流的关系,说明下图中安培力的方向.
答案:向下 向里 向左 向下
15.(10分)判断下图中洛伦兹力的方向.
答案:向外 向右 向上 向外
16.(12分)如图所示,真空中有两个可视为点电荷的小球,其中A球带正电,电荷量为Q1,固定在绝缘的支架上,B球的质量为m,带电荷量为Q2,用长为L的绝缘细线悬挂,两者均处于静止状态,静止时悬线与竖直方向成θ角,且两者处在同一水平线上.相距为R,静电力常量为k,重力加速度为g.求:
(1)B球带正电荷还是负电荷?
(2)B球受到的库仑力多大?
(3)B球静止时细线的拉力多大?
解析:
(1)由两电荷相互吸引知B球带负电荷.(4分)
(2)由库仑定律知F=k.(4分)
(3)对B球受力分析如图所示.
则有FTcosθ=mg,细线的拉力FT=.(4分)
答案:(1)负电荷 (2)k (3)
1.(单选)有关物体带电的下列说法中正确的是( )
A.若物体带正电,则说明该带电体内只存在质子
B.若物体带负电,则说明该带电体内只存在电子
C.若物体不带电,则说明该带电体内不存在质子和电子
D.若物体带负电,则带电体内既存在质子又存在电子,且电子数比质子数多
解析:选D.物体内总是同时存在质子和电子,物体对外显示带电,实质是其内部电子数与质子数不相等.即使物体对外不显示带电,其内部也存在电子和质子,只是电子数和质子数相等.
2.(单选)M和N是两个原来都不带电的物体,它们互相摩擦后,M带正电荷,下列判断正确的是( )
A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷
B.摩擦的过程中电子从M转移到N上
C.M在摩擦过程中创造了正电荷
D.N在摩擦过程中失去电子
解析:选B.物体内部既有正电荷又有负电荷,正负电荷数量相等,物体看起来不带电,故A错.M、N摩擦时电子从M转移到N,故M带正电.
3.(单选)下列关于静电的说法中不正确的是( )
A.静电植绒是利用异种电荷相吸引而使绒毛吸附在底料上
B.复印机是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上
C.电疗针灸是静电在医学上的应用
D.飞机轮胎用导电橡胶制成,是为了避免静电对飞机造成危害
解析:选C.静电植绒、复印机是利用了异种电荷相互吸引的原理,飞机轮胎用导电橡胶制成是为了把产生的静电导入大地,而电疗针灸是利用电流的生物效应.所以A、B、D正确,C错误.
4.(单选)把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间相互排斥,则A、B两球原来的带电情况不可能的是( )
A.带有等量异种电荷
B.带有等量同种电荷
C.带有不等量异种电荷
D.一个带电,另一个不带电
解析:选A.相同的金属球接触后总电荷量平分,如果是异种电荷,则先中和再平分.根据接触后相排斥,可判定原来两球一定不是带等量异种电荷,故A项不可能.
5.在正电荷Q右侧放一个不带电的导体B,由于静电感应,在B的左端出现________电荷,右端出现等量的________电荷.若用导线将B与大地相连,无论导线连接的是左端还是右端,B导体都是带________电.
解析:如图所示,如果把B和地球看成一个整体,导体B始终是靠近Q的一端,故导体B带负电.
答案:负 正 负
一、单项选择题
1.下列叙述正确的是( )
A.摩擦起电是创造电荷的过程
B.传导起电是电荷转移的过程
C.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电
D.带等量异号电荷的两个导体接触后,电荷会消失,这种现象叫电荷的湮灭
解析:选B.电荷是不能创造的,摩擦起电的实质是电子的转移,但摩擦起电时电子应从对电子束缚力弱的物体转移到对电子束缚力强的物体上,所以玻璃棒并不是和什么物体摩擦都带正电.带等量异号电荷的两个物体接触后,电荷会消失,这种现象叫中和,一对正负电子碰撞转化为光子才是电子的湮灭,因此只有选项B正确.
2.关于静电复印机的工作过程中,下列说法正确的是( )
A.充电时让硒鼓表面带上负电
B.硒鼓上静电潜像带正电
C.墨粉带正电
D.复印过程中,白纸不带电
解析:选B.静电复印机工作时硒鼓带正电,墨粉带负电.
3.把一个带电棒移近一个带正电的验电器,金箔先闭合而后又张开,说明棒上带的是( )
A.正电荷
B.负电荷
C.可以是正电荷,也可以是负电荷
D.带电棒上先带正电荷,后带负电荷
解析:选B.静电计指针的张角决定于其指针处带的电荷量,电荷量越大,静电斥力越大,指针张角也越大,与整个静电计带电荷量没有直接关系.如果带负电的导体靠近静电计,会吸引静电计的正电荷向顶端聚集,使指针处电荷量减小,张角减小,当静电计所带正电荷全部集中于静电计顶端后,指针闭合,如果继续使带负电导体靠近,正电荷也会继续向顶端积累,指针处会带负电荷,重新张开,B正确.如把带正电的导体棒移近,必定使指针处正电荷越来越多,静电计指针张角一直增大,A、C、D错.
4.为了防止静电的危害,应尽快把产生的静电导走,下列措施中不是防止静电危害的是( )
A.在地毯中夹杂0.05~0.07 mm的不锈钢导电纤维
B.电工钳柄上套有绝缘胶套
C.飞机轮上装搭地线
D.印刷车间中保持适当的湿度
答案:B
5.专门用来运输柴油、汽油的油罐车,在它的尾部都装有一条拖在地上的铁链,关于它的作用下列说法中正确的是( )
A.让铁链与路面摩擦产生静电,使油罐车积累一定的静电荷
B.让铁链发出声音,以引起其他车辆的注意
C.由于罐体与油摩擦产生了静电,罐体上的静电被铁链导入大地,从而避免了火花放电
D.由于罐体与油摩擦产生了静电,铁链将油的静电导入大地,从而避免了火花放电
解析:选C.在运输柴油、汽油时,由于上下左右颠簸摇摆,造成油和油罐的摩擦而产生静电,汽车轮胎导电性能不好,难以把静电导入大地,所以一条拖在地上的铁链就能避免静电的积累.所以只有C正确.
6.有四个塑料小球,A和B相互排斥,B和C相互吸引,C和D相互排斥,如果D带正电,则B球( )
A.带正电 B.带负电
C.不带电 D.带负电或不带电
解析:选B.A、B相互排斥,说明A、B带同种电荷,B、C相互吸引,说明C、B带异种电荷或不带电,C与D相互排斥,说明C、D带同种电荷,又知D带正电,说明C带正电,则B带负电.
二、双项选择题
7.下列说法中正确的是( )
A.静电感应不是创造电荷,只是电荷从物体的一部分转移到另一部分
B.摩擦起电时,一个物体失去一些电子带正电,另一个物体得到这些电子带负电
C.两个带电体接触一定等分电荷量
D.一个带电体接触另一个不带电体,两个物体可能带上异种电荷
答案:AB
8.静电喷涂是利用静电现象制造的,其喷涂原理如图所示,则以下说法正确的是( )
A.在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场
B.涂料微粒一定带正电
C.涂料微粒一定带负电
D.涂料微粒可以带正电,也可以带负电
答案:AC
三、非选择题
9.自然界中只存在________种电荷,________电荷和______电荷,同种电荷相互________,异种电荷相互________.
答案:两 正 负 排斥 吸引
10.把电荷移近导体,可以使导体________,这种现象叫静电感应.感应起电是使物体中的正负电荷________,使电荷从物体的一部分________到另一部分.
答案:带电 分开 转移
11.雷电是怎样形成的?避雷针为什么要安装在建筑物的顶部,且必须接地?雷雨天气,能不能在大树下避雨?
解析:(1)云层与云层之间以及云层与地面之间通过摩擦、感应等方式带有电荷,当电荷积累到一定程度时,进行放电,形成雷电.
(2)避雷针一般安装在建筑物的顶部,以便于尖端放电.
(3)避雷针要有一根导线与大地相连,是为了接地放电.
(4)在有雷电的天气,人们不能在大树下避雨,因为在空旷的田间,大树易于积累电荷,容易发生放电现象.
答案:见解析
12.有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B,分别带有电荷量QA=6.4×10-9 C,QB=-3.2×10-9 C,让两绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移?转移了多少?
解析:当两小球接触时,电荷量少的负电荷先被中和,剩余的正电荷再重新分配.由于两小球相同,剩余正电荷必均分,即接触后两小球带电荷量相等,则
QA′=QB′== C
=1.6×10-9 C.
在接触过程中,电子由B球转移到A球,不仅将自身电荷中和,且继续转移,使B球带正电,这样,共转移的电荷量为
ΔQ=-QB+QB′=3.2×10-9 C+1.6×10-9 C
=4.8×10-9 C.
转移的电子数n===3.0×1010.
答案:见解析
1.(双选)下列说法正确的是( )
A.磁感线从磁体的N极出发,终止于磁体的S极
B.磁感线可以表示磁场的方向和强弱
C.磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场
D.放入通电螺线管内的小磁针,根据异名磁极相吸的原则,小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极
答案:BC
2.(单选)如图所示,OO1为条形磁铁的轴线,a、b、c为轴线上的点,则这三点的磁感应强度的大小关系为( )
A.Ba=Bb=Bc B.Ba>Bb>Bc
C.Ba>Bc>Bb D.Ba
解析:选B.在条形磁铁的轴线上,离磁铁越远,磁场越弱,磁感应强度越小,所以选项B正确.
3.(单选)如图所示,三个线圈放在匀强磁场中,面积S1A.Φ1=Φ2 B.Φ2=Φ3
C.Φ1>Φ2 D.Φ3>Φ2
解析:选D.根据磁通量的定义式Φ=BS可知.在B相同的情况下,S越大,Φ越大,故选项D正确.
4.(双选)条形磁铁上部一小磁针平衡时N极指向如图所示,假定磁铁内部也有一小磁针,平衡时如图所示,则下列说法正确的是( )
A.磁铁c端是N极,d端是S极
B.磁铁c端是S极,d端是N极
C.小磁针a端是N极,b端是S极
D.小磁针a端是S极,b端是N极
解析:选BD.小磁针静止时N极的指向即为该处的磁场方向,而条形磁铁外部磁感线方向是由N极指向S极,而内部是由S极指向N极,由小磁针静止时N极所指的方向可判定磁铁d端是N极,c端是S极;磁铁内部的小磁针,由内部磁场方向可判定,a端是S极,b端是N极.
5.如图所示,平面的面积S=0.6 m2,它与匀强磁场方向垂直,若磁感应强度B=0.4 T,求通过平面的磁通量.
解析:由Φ=BS得,
Φ=0.4×0.6 Wb=0.24 Wb.
答案:0.24 Wb
一、单项选择题
1.在地球赤道上放置一个小磁针,静止时小磁针N极指向( )
A.南极 B.北极
C.东方 D.西方
解析:选B.地球是一块巨大的磁体,地磁场的南极和北极分别位于地理的北极和南极附近.在赤道处,地磁场方向由南指向北,小磁针静止时N极指向北极.
2.下列关于磁感线的叙述,正确的是( )
A.磁感线是真实存在的,细铁屑撒在磁铁附近,我们看到的就是磁感线
B.磁感线始于N极,终于S极
C.磁感线和电场线一样,不能相交
D.沿磁感线方向磁场减弱
解析:选C.磁感线是为了形象地描绘磁场而假设的一组有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向表示磁场方向,曲线疏密表示磁场强弱,在磁铁外部磁感线从N极出来进入S极,在磁铁内部从S极到N极,磁感线不相交,故选C.
3.关于磁通量的描述,下列说法正确的是( )
A.位于磁场中的一个平面垂直于磁场方向时,穿过平面的磁通量最大
B.穿过平面的磁通量最大时,该处的磁感应强度一定最大
C.如果穿过某平面的磁通量为零,则该处的磁感应强度一定为零
D.将一平面置于匀强磁场中的任何位置,穿过该平面的磁通量总是相等
解析:选A.磁通量可用公式Φ=BSsinθ求解,其中θ为线圈平面与磁场方向之间的夹角.因此,磁通量为零,磁感应强度不一定为零;磁通量最大,磁感应强度也不一定最大.
4.下面是某位同学列出的磁体和磁体、磁体和电流、电流和电流之间相互作用的流程图,其中不正确的是( )
A.磁体——磁场——磁体 B.磁体——磁场——电流
C.电流——电场——电流 D.电流——磁场——电流
解析:选C.磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间的作用力都是通过磁场传递的,所以C错,A、B、D正确.
5.一个蹄形磁铁从中间断开后,每一段磁铁的磁极个数是( )
A.一个 B.两个
C.四个 D.没有
解析:选B.一个磁铁无论断成几段,每一段还是有两个磁极,原因是不存在磁单极子.选项B正确.
6.关于磁感应强度,下列说法中正确的是( )
A.磁感应强度只能反映磁场的强弱
B.磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量
C.磁感应强度的方向就是通电导线在磁场中所受作用力的方向
D.磁感应强度的方向就是放在该点的小磁针的S极静止时的指向
解析:选B.磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,A错,B对.磁感应强度的方向是小磁针N极的受力方向,也是小磁针静止时N极的指向,C、D均错.
7.磁场中任一点的磁场方向规定小磁针在磁场中( )
A.受磁场力的方向
B.北极受磁场力的方向
C.南极受磁场力的方向
D.受磁场力作用转动的方向
解析:选B.磁场中某点磁场方向,我们这样规定:小磁针N极受力方向,小磁针静止时N极指向,磁感线某点切线方向,这三个方向就是磁场方向表达的不同形式,但实质是一样的.
8.如图所示,A、B是一条磁感线上的两点,下列关于这两点的磁场强弱判断正确的是( )
A.A点磁场比B点磁场强
B.B点磁场比A点磁场强
C.因为磁感线为直线,A、B两点磁场一样强
D.条件不足,无法判断
解析:选D.磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线分布越密的地方,磁场越强,磁感线分布越疏的地方,磁场越弱,根据一条磁感线无法看出疏密,因此无法判断磁场强弱,选D.
二、双项选择题
9.关于磁场的下列说法正确的是( )
A.磁场的基本性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用
B.磁场看不见摸不着,实际不存在,是人们假想出来的一种物质
C.磁场是客观存在的,是物质的一种特殊的存在形态
D.磁场的存在与否决定于人的思想,想其有则有,想其无则无
解析:选AC.磁场是客观存在的一种物质,不以人的意志而转移,它看不见,摸不着,但是客观存在的,所以C对,BD错.磁场的性质是对放入其中的磁体和电流有力的作用,A对.
10.如图所示是几种常见磁场的磁感线分布示意图,下列说法正确的是( )
A.图甲中a端是磁铁的S极,b端是磁铁的N极
B.图甲中a端是磁铁的N极,b端是磁铁的S极
C.图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图,c端是N极,d端是S极
D.图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图,c端是S极,d端是N极
解析:选AD.图甲是条形磁铁外部磁感线分布示意图,外部磁场的磁感线是从磁铁的N极出来,进入磁铁的S极,故A正确,B错.图乙是两异名磁极间的磁感线分布示
意图,磁感线仍然是从N极出来,进入磁铁的S极,故C错,D正确.
三、非选择题
11.磁体的周围存在着磁场,磁场的基本性质是对放入其中的________有力的作用,这种力的作用又是通过________产生的.
答案:磁体和电流 磁场
12.地球上某地点地磁感应强度B的水平分量Bx=0.18×10-4 T,竖直分量By=0.54×10-4 T.求:
(1)地磁场B的大小及它与水平方向的夹角;
(2)在水平面内2.0 m2的面积内地磁场的磁通量Φ.
解析:(1)根据平行四边形定则,可知
B==×10-4 T=0.57×10-4 T
B的方向和水平方向的夹角(即磁倾角)
α=arctan=arctan=71°34′.
(2)题中地磁场竖直分量与水平面垂直,故磁通量
Φ=B·S=0.54×10-4×2.0 Wb=1.08×10-4 Wb.
答案:(1)0.57×10-4 T 71°34′ (2)1.08×10-4 Wb
1.(单选)关于点电荷的说法中正确的是( )
A.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷
B.体积很大的带电体一定不能看做点电荷
C点电荷一定是电荷量很小的电荷
D.两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理
解析:选D.在研究带电体间的相互作用时,如果带电体本身的线度远小于它们之间的距离,带电体本身的大小对我们所讨论的问题影响甚小,相对来说可把带电体视为一几何点,并称它为点电荷.但点电荷本身的线度不一定很小,它所带的电荷量也可以很大,点电荷这个概念与力学中的“质点”类似.所以A、B、C均不对.两个带电的金属小球,距离近时电荷不会均匀分布,故D对.
2.(双选)库仑定律的适用范围是( )
A.真空中两个带电球体间的相互作用
B.真空中任意带电体间的相互作用
C.真空中两个点电荷间的相互作用
D.真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离
解析:选CD.库仑定律的适用范围是真空中的两个点电荷.两个带电体间相互作用时,如果带电体本身的线度远小于它们之间的距离,带电体本身的形状和大小就可忽略不计,带电体就可看做点电荷.故A、B错,C、D正确.
3.(单选)在真空中有A和B两个点电荷,它们的带电荷量分别是QA和QB,如果QA=5QB,则A电荷受到B电荷的作用力是B电荷受到A电荷作用力的( )
A.5倍 B.
C.1倍 D.25倍
解析:选C.A对B的作用力和B对A的作用力是一对作用力与反作用力,满足牛顿第三定律,故答案为C.
4.(单选)两个点电荷相距为d,相互作用力大小为F,保持两点电荷电荷量不变,改变它们之间的距离,使之相互作用力大小为4F,则两点电荷之间的距离应是( )
A.4d B.2d
C.d/2 D.d/4
解析:选C.由F=k分析可知,r变为原来的1/2,则力为原来的4倍,故C正确.
5.真空中有两个点电荷,电荷量分别是+4.0×10-9 C和-2.0×10-9 C,相距10 cm,电荷间相互作用力是多大?是引力还是斥力?(用电荷量的绝对值代入公式进行计算,k=9.0×109 N·m2/C2)
解析:根据库仑定律可得
F=k
=9.0×109× N
=7.2×10-6 N.
因为两个点电荷带异种电荷,故相互吸引.
答案:7.2×10-6 N 引力
一、单项选择题
1.对于库仑定律,下列说法正确的是( )
A.凡计算两个点电荷间的作用力时,就可以使用公式F=k
B.两个带电小球即使距离非常近,也能用库仑定律
C.相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等
D.两个点电荷的电荷量各减为原来的一半,它们之间的距离保持不变,则它们之间的库仑力减为原来的一半
解析:选C.库仑定律适用条件为真空中点电荷,A、B错误,电荷量各减为原来一半,距离保持不变,由F=k知,库仑力为原来1/4,D错,由牛顿第三定律分析知C正确.
2.(单选)两个半径均为1 cm 的导体球,分别带上+Q和-3Q的电量,两球心相距90 cm,相互作用力大小为F.现将它们碰一下后,放在两球心间相距3 cm处,则它们的相互作用力大小变为( )
A.3000F B.1200F
C.900F D.无法确定
解析:选D.两导体球接触后,电荷量先中和再平分,然后放在相距3 cm处,此时两个导体不能简化成点电荷,库仑定律不成立,因此本题答案为D.
3.设星球带负电,一电子粉尘悬浮在距星球表面1000 km的地方,若将同样的电子粉尘带到距星球表面2000 km的地方相对于该星球无初速度释放,则此电子粉尘( )
A.向星球下落 B.仍在原处悬浮
C.推向太空 D.无法推断
解析:选B.原电子粉尘悬浮,意味着k=G成立,可以看出该等式成立条件与r无关,所以同样的浮尘距星球表面较远的地方,所受库仑力与万有引力仍平衡,故选项B正确.
4.A、B、C三个塑料小球,A和B,B和C,C和A之间都互相吸引,如果A球带正电,则( )
A.B、C球都带负电
B.B球带负电,C球带正电
C.B、C球中必有一个带负电,另一个不带电
D.B、C球都不带电
解析:选C.根据同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥,带电体有吸引轻小物体的性质.
5.将一定量电荷Q分给A、B两绝缘导体小球,要使两球相隔一定距离时有最大的作用力,则A球电荷量q应为( )
A. B.
C.Q D.Q
解析:选B.F=k,当q=Q-q,即q=时F最大.
6.A、B两个点电荷间距离恒定,当其他电荷移到A、B附近时,A、B之间的库仑力将( )
A.可能变大 B.可能变小
C.一定不变 D.不能确定
解析:选C.A、B点电荷之间的相互作用力与其他电荷的存在与否无关.
7.真空中有两个固定的带正电的点电荷,其电荷量Q1>Q2,点电荷q置于Q1,Q2连线上某点时,正好处于平衡,则( )
A.q一定是正电荷 B.q一定是负电荷
C.q离Q2比离Q1远 D.q离Q2比离Q1近
解析:选D.由q受力平衡条件可知,在两正电荷之间,所带电性正、负都可以.由库仑定律可得,一定距电荷量小的近.
8.如右图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支架上,两球心间的距离为l,为球半径的3倍.若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为q,那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是( )
A.F引=G,F库=k
B.F引≠G,F库≠k
C.F引≠G,F库=k
D.F引=G,F库≠k
解析:选D.由于a、b两球带异种电荷相互吸引,使它们各自的电荷分布不均匀,即相互靠近的一侧电荷分布较密集,又l=3r,不满足l?r的要求,故不能将带电球壳看成点电荷,所以不能应用库仑定律,故F库≠k;万有引力定律适用于两个可看成质点的物体,虽然不满足l?r,但由于其壳层的厚度和质量分布均匀,两球壳可看做质量集中于球心的质点,可以应用万有引力定律.故F引=G.
二、双项选择题
9.两个相同的带电金属小球,相距r(r远大于小球半径)放置时,它们之间静电力的大小为F,现让两球相互接触后放回原处,若它们之间静电力的大小仍为F,则两球相互接触前的带电情况可能是( )
A.一定带有等量同种电荷
B.可能带有不等量的同种电荷
C.可能带有不等量的异种电荷
D.不可能带有不等量的同种电荷
解析:选CD.由库仑定律可知,F不变,说明两金属球带电荷量的乘积不变,则有两种可能,带有等量同种电荷或者带有不等量异种电荷.
10.在真空中一直线上依次排列三个点电荷A、B、C,都处于平衡状态,若三个电荷的电荷量、电性及间距都未知,则根据平衡能够判定( )
A.A、B、C分别带什么电
B.A、B、C中哪几个电荷同号、哪几个异号
C.A、B、C带电荷量的大小关系
D.哪一个电荷的电荷量最小
解析:选BD.中间所放电荷与两侧电荷电性相异,中间所放电荷的电荷量最小.
三、非选择题
11.一根玻璃棒和一根硬橡胶棒分别跟丝绸和毛皮摩擦后,用电荷量表测得电荷量分别为q1=2×10-9C、q2=-3×10-9C,把两棒放在绝缘台上相距r=10 cm,它们间的静电力能用公式F=k计算吗?为什么?假设使两棒处于相隔r=1 km的两处,它们的静电力能用上述公式计算吗?为什么?
解析:两个棒能不能看做点电荷主要看其大小与两棒间的距离相比是否可以忽略.
当r=10 cm时,不能用公式F=k计算静电力.因为两棒的长度与间距相比拟,不能看做点电荷.当两棒相距r=1 km时,它们的长度甚小于间距,可以看做点电荷,就能够用公式F=k计算它们之间的静电力.
答案:见解析
12.有3个完全一样的金属小球A、B、C,A带电荷量7Q,B带电荷量-Q,C球不带电,今将A、B固定起来,然后让C反复与A、B球接触,最后移去C球,求A、B间的相互作用力变为原来的多少倍?
解析:C与A、B反复接触,最后A、B、C三球电荷量均分,
即qA′=qB′=qC′==2Q
A、B间的作用力F′=k·=
原来A、B间作用力F=k=
所以=.
答案:
1.(单选)在做“奥斯特实验”时,下列操作中现象最明显的是( )
A.沿电流方向放置磁针,使磁针在导线的延长线上
B.沿电流方向放置磁针,使磁针在导线的正下方
C.电流沿南北方向放置在磁针的正上方
D.电流沿东西方向放置在磁针的正上方
解析:选C.把导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的磁针的正上方,通电时磁针发生明显的偏转.如果电流产生的磁场与地磁场方向相同,那么就不会看到小磁针的偏转.
2.(单选)如图所示的直线电流磁场的磁感线分布图中,哪个图是正确的(⊙表示电流垂直纸面指向读者,?表示电流垂直纸面向里)( )
解析:选A.由安培定则可知,选项A正确.
3.(双选)下列关于磁感应强度大小的说法正确的是( )
A.通电导线受磁场力大的地方磁感应强度不一定大
B.通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大
C.放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处相同
D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
解析:选AD.因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定,与通电导线的受力及方向都无关,所以A、D选项正确.因为通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关,而且与通电导线的取向有关,故B选项错.对C选项虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等,但当导线在各个位置的方向不同时,磁场力是不相同的(导线与磁场垂直时受磁场力最大,与磁场平行时受磁场力为零),而C选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同,所以C选项错.
4.(单选)(2012·益阳高二检测)在下列各图中,分别标出了磁场B的方向,电流I的方向和导线所受安培力的方向,其中正确的是( )
解析:选C.本题考查判断安培力的方向,让四指指向电流方向,让磁感线垂直穿入手心,则大拇指所指的方向即是安培力的方向,只有C符合左手定则,故正确答案为C.
5.如图所示,放在马蹄形磁铁两极之间的导体棒ab,当通有自b到a的电流时受到向右的安培力作用,则磁铁的上端是________极.如果磁铁上端是S极,导体棒中的电流方向自a到b,则导体棒受到的安培力方向向________.
解析:仅由左手定则即可判定.
答案:N 右
一、单项选择题
1.首先发现电流磁效应的科学家是( )
A.安培 B.奥斯特
C.库仑 D.麦克斯韦
答案:B
2.关于安培力、磁感应强度的说法正确的是( )
A.通电导线不受安培力作用的地方一定没有磁场
B.将I、L相同的通电导线放在同一匀强磁场的不同地方,受安培力一定相同
C.磁感线指向磁感应强度减小的方向
D.以上说法都不正确
解析:选D.通电导线虽放在磁场中,但与磁场方向平行时,不受安培力,所以A不对;如果I、L相同,在同一磁场中放置角度不同,安培力也不同,故B不对;在匀强磁场中,沿磁感线方向磁感应强度不变,故C不对.
3.如图所示,A为一水平旋转的橡胶盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一通电直导线,电流方向如图.当圆盘高速绕中心轴OO′转动时,通电直导线所受磁场力的方向是( )
A.竖直向上 B.竖直向下
C.水平向里 D.水平向外
解析:选C.由于带负电的圆盘顺时针方向旋转,形成的等效电流为逆时针方向,所产生的磁场方向竖直向上.由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里.
4.磁场中某处的磁感线如图所示,则( )
A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>Bb
B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba<Bb
C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处大
D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处小
解析:选B.磁感线密集的地方磁感应强度大,而安培力的大小不仅与磁感应强度有关,而且跟导体放置方向有关,故B对.
5.一段通电导线,放在同一匀强磁场中的四个不同位置,如图所示,则( )
A.乙情况下导线不受安培力
B.乙、丙两种情况下导线都不受安培力
C.丙情况下导线受的安培力大于甲情况下导线受的安培力
D.甲、乙情况下,导线所受安培力大小相等
解析:选A.图示四种情况中,乙图中电流与磁场平行,故乙中导线所受安培力为零;甲、丙中导线都垂直磁场放置,故甲、丙中导线所受安培力最大,且大小一样;丁中导线与磁场成一夹角,其所受安培力小于甲、丙中导线所受安培力.
6.如图所示,一根长直导线穿过载有恒定电流的金属环的中心且垂直于环面,导线和金属环中的电流如图所示,那么金属环所受安培力( )
A.沿圆环半径向里 B.等于零
C.沿圆环半径向外 D.水平向左
解析:选B.根据安培定则可以确定,直导线产生的磁场与金属环中电流平行,故金属环不受安培力,B对.
二.双项选择题
7.电流为I的通电导线放置于磁感应强度为B的匀强磁场中,导线所受安培力为F,则下列说法正确的是( )
A.匀强磁场中通电导线所受安培力F、磁感应强度B及电流I,三者在方向上一定互相垂直
B.若I、B方向确定,则F方向唯一确定
C.若F与B方向确定,则I方向唯一确定
D.若F与B方向确定,则I方向不唯一确定,但I一定在与F垂直的平面内
答案:BD
8.如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在其上方靠近左端固定一根与磁铁垂直的水平直导线,当导线中通过图示方向电流时( )
A.磁铁对桌面的压力将减少
B.磁铁对桌面的压力将增大
C.磁铁将受到向左的摩擦力
D.磁铁将受到向右的摩擦力
解析:选BC.解决好本题,先研究通过导线的作用力,再利用牛顿第三定律作用力与反作用力的知识,分析条形磁铁的受力情况,如图所示.特别注意导线受到安培力的方向垂直于磁感线.
9.一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方,并与磁针指向平行,能使磁针的S极转向纸内,如图所示,那么这束带电粒子可能是( )
A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束
解析:选BC.若S极向里偏,则等效上方有自右向左的电流,所以有向左飞行的正离子束或向右飞行的负离子束,因为负离子向右运动,就等效于正离子向左运动.
10.一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中,此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力.欲使悬线中张力为零,可采用的方法有( )
A.适当增大电流,方向不变
B.适当减小电流,并使它反向
C.电流大小、方向不变,适当增强磁场
D.使原电流反向,并适当减弱磁场
解析:选AC.由左手定则可知,导线受到向上的安培力,则欲使悬线中张力为零,可适当增大磁场或增大电流.
三、非选择题
11.在两条相互垂直而不接触的导线中,通以大小相等、方向如图所示的电流,那么,在导线平面内两电流所产生的磁场在哪些区域内方向是一致的?
解析:在空间某区域有几个磁场同时存在时,则其合磁场是它们的矢量和,
本题中Ⅰ、Ⅲ区域中两电流产生的磁场方向一致,Ⅱ、Ⅳ区域中两电流产生的磁场方向相反.
答案:Ⅰ、Ⅲ区域
12.有一自由的矩形导体线圈,通以电流I′.将其移入通以恒定电流I的长直导线的右侧.其边ab、cd跟长直导线AB在同一平面内且互相平行,如图所示.试判断将该线圈从静止开始释放后的受力和运动情况(不计重力).
解析:
利用左手定则判断.由安培定则确定其磁感线的方向为垂直纸面向里,画出直线电流的磁场在矩形线圈所在处的磁感线分布,如右图所示.线圈的四条边所受安培力的方向由左手定则判定.其中F1与F3相互平衡,因ab边所在处的磁场比cd边所在处的强,故F4>F2.由此可知矩形线圈abcd所受安培力的合力的方向向左,它将加速向左运动.
答案:受力情况见解析图 加速向左运动
1.(单选)关于电场力与洛伦兹力,以下说法正确的是( )
A.电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷静止在磁场中,只有可能受到洛伦兹力
B.电场力对放在电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力对磁场中的电荷却不会做功
C.电场力与洛伦兹力一样,受力方向都在电场线和磁感线上
D.只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用
解析:选D.静止的电荷在磁场中不可能受到洛伦兹力的作用,A错;尽管电场力对电荷可以做功,但如果电荷不动,则电场力做功为零,因此B也错;洛伦兹力的方向与磁感线及运动方向垂直,故C错,D正确.
2.(单选)关于运动电荷和磁场的说法中,正确的是( )
A.运动电荷在某点不受洛伦兹力作用,这点的磁感应强度必为零
B.电荷的运动方向、磁感应强度方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定互相垂直
C.电子射线由于受到垂直于它的磁场作用而偏转,这是因为洛伦兹力对电子做功的结果
D.电荷与磁场没有相对运动,电荷就一定不受磁场的作用力
解析:选D.运动电荷处于磁感应强度为零处,所受洛伦兹力为零,但当运动电荷的速度方向和磁场方向一致时(同向或反向)也不受洛伦兹力的作用;运动电荷受到的洛伦兹力垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面,即洛伦兹力既垂直磁场方向,又垂直于电荷的运动方向,但磁场方向和电荷运动方向不一定垂直;因为洛伦兹力一定垂直于电荷的运动方向,所以洛伦兹力永远不做功;运动电荷受洛伦兹力的作用做圆周运动,这里的运动应是与磁场的相对运动.
3.(单选)如图所示,当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管时,若不计重力,则( )
A.带电粒子速度大小改变
B.带电粒子速度方向改变
C.带电粒子速度大小不变
D.以上判断都不正确
解析:选C.螺线管内的磁场沿着管的轴线,与粒子运动速度方向平行,所以粒子不受洛伦兹力,故粒子进入螺线管后做匀速直线运动,选项C正确.
4.(单选)如图所示,磁场方向,正电荷的运动方向,电荷所受洛伦兹力的方向两两垂直,则下列选项正确的是( )
解析:选D.由左手定则可判定,A中力f应向下;B中力f应向右;C中力f应向右.
5.三个粒子a、b、c(不计重力)以相同的速度射入匀强磁场中,运动轨迹如图所示,其中b粒子做匀速直线运动,则a粒子带________电,c粒子带________电.
解析:做曲线运动的粒子受力总是指向圆弧内侧,由左手定则和粒子运动轨迹可知,可以判断a带负电,c带正电.
答案:负 正
一、单项选择题
1.有关洛伦兹力和安培力的描述,正确的是( )
A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用
B.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现
C.带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功
D.通电直导线在磁场中受到的安培力与磁场方向平行
解析:选B.导线与磁场方向平行时不受安培力,A错;洛伦兹力始终与速度方向垂直,始终不做功,C错;通电导线在磁场中受到的安培力方向始终与磁场垂直,D错.
2.如图所示,在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线,则阴极射线将( )
A.向纸内偏转 B.向纸外偏转
C.向下偏转 D.向上偏转
解析:选D.阴极射线管所处的磁场垂直纸面向外,用左手定则判定时要注意四指应指向负电荷运动的反方向,故阴极射线将向上偏转.
3.在下图中,洛伦兹力的方向判断不正确的是( )
解析:选C.由左手定则可以判定A、B、D正确,只有C不对,当电荷运动的方向与磁场平行时不受洛伦兹力.
4.如图所示,一电子束沿电流方向运动,则电子束将( )
A.偏向导线 B.远离导线
C.无偏转,做直线运动 D.不能确定
解析:选B.此题关键是用右手定则判定好电流周围的磁场方向,电子运动处为垂直纸面向里的磁场,再用左手定则判定洛伦兹力的方向向右,所以电子远离导线运动.注意四指指向电子运动的反方向.
5.来自宇宙的质子流,以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些质子在进入地球周围的空间时,将( )
A.竖直向下沿直线射向地面
B.相对于预定地点,稍向东偏
C.相地于预定地点,稍向西偏
D.相地于预定地点,稍向北偏
解析:选B.地球表面地磁场方向由南向北,质子是氢原子核,带正电.根据左手定则可判定,质子自赤道上空向下的过程中受到洛伦兹力方向向东,因此向东偏.所以只有B对.
6.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用.下列表述正确的是( )
A.洛伦兹力对带电粒子做功
B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能
C.洛伦兹力的大小与速度无关
D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向
答案:B
7.一个长螺线管中通有方向不变但强度逐渐增加的电流,把一带电粒子沿管轴线射入管中,若粒子的重力不计,则粒子在管中将做( )
A.匀速运动 B.匀加速直线运动
C.圆周运动 D.变加速运动
解析:选A.螺线管中通有电流,管中产生磁场,粒子进入磁场时运动方向和磁场方向恰好平行,则粒子不受洛伦兹力的作用,又没有其他力作用在粒子上,所以粒子将会继续匀速运动.
8.一长方形金属块放在匀强磁场中,今将金属块通以如图所示电流,M、N是金属块的上下表面,则MN两极的电势高低情况是( )
A.φM=φN B.φM>φN
C.φM<φN D.无法比较
解析:选C.金属块通有向右的电流时,所受安培力方向应是竖直向上.因为金属块内运动的是电子,故电子受到向上的洛伦兹力的作用,M极聚集的是负电荷,所以电势必低于N极.
二、双项选择题
9.关于安培力和洛伦兹力,下列说法中正确的是( )
A.洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力
B.安培力和洛伦兹力,其本质都是磁场对运动电荷的作用力
C.安培力和洛伦兹力,二者是等价的
D.安培力对通电导体能做功,但洛伦兹力对运动电荷不能做功
解析:选BD.安培力是洛伦兹力的宏观表现,其本质都是磁场对运动电荷的作用,所以A错,B对,C错.洛伦兹力总垂直于电荷的运动方向,所以不做功,而安培力却可以与运动方向不垂直,所以可以做功,D对.
10.如图所示,用绝缘线拴一绝缘小球,线上端固定于O点,线长为l,小球带正电.当小球摆过竖直线OC时,便进入或离开匀强磁场,磁场的方向垂直于小球的摆动平面,摆球沿着圆弧来回摆动.下列说法中正确的是( )
A.A点和B点处在同一个水平面上
B.A点和B点处线的拉力大小是相同的
C.小球向右或向左摆过D点时,洛伦兹力相同
D.小球向右或向左摆过D点时,线的拉力一样大
解析:选AB.由于洛伦兹力不做功,此小球在摆动过程中只有重力做功,机械能守恒,故A和B处于同一水平面上,A项正确;由于A点和B点处于对称位置,速度又为零,绳对球的拉力和球的重力沿绳方向的合力大小相等,故B项正确;小球向左或向右经过D处的速度大小相等、方向相反,洛伦兹力大小相等、方向相反,故C项错误;而向左或向右经过D处的速度方向相反,洛伦兹力方向相反,但向心力的大小却是相等的,所以拉力不一样大,故D项错误.
三、非选择题
11.在赤道上空,有一束电子流从东向西运动,地磁场对每个电子的洛伦兹力方向为________.
解析:地磁场的方向为从地球南极指向北极,电子流从东向西运动,根据左手定则可以判断电子所受洛伦兹力方向竖直向上.
答案:竖直向上
12.判断下图所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力方向.
答案:甲:竖直向上;乙:垂直纸面向外;丙:竖直向下;丁:垂直纸面向里
1.(单选)以下关于电场及电场线的说法,正确的是( )
A.电场、电场线都是客观存在的物质,因此电场线不仅可以在空间相交,也能相切
B.电场是客观存在的,其最根本的性质是对放入电场中的电荷有力的作用
C.电场线是客观存在的,不仅反映了电场的分布,也是电荷之间产生相互作用的物质基础
D.电场线实质上就是电场的物质表现形式
解析:选B.电场是客观存在的特殊物质,看不见、摸不着,人们借助于电场线来描绘和理解电场,因此电场线是一个物理模型,是人们假想出来的,只有电场才是客观存在的,是电场力产生的物质基础,因此正确的只有B项.
2.(单选)在电场中有一点P,下列说法中正确的是( )
A.若放在P点的电荷的电荷量加倍,则P点场强加倍
B.若P点没有试探电荷,则P点场强为零
C.P点的场强越小,则同一电荷在P点受到的电场力越小
D.P点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向
解析:选C.电场中某点的场强是不依赖于试探电荷而客观存在的.但为了知道电场中该点的场强的情况,我们可以把一个试探电荷放于该点,其受到的电场力F与自身电荷量q的比值可反映该点电场的强弱.这一比值对这点来讲是个定值,即该点的场强由电场本身决定,与试探电荷大小、正负、有无都无关系.所以选项A、B错误.
由F=qE可知,q不变时F与E成正比,即同一电荷在电场中不同的位置,由于各位置的场强可能不同.故所受的电场力也可能不同,C正确.
规定场强的方向跟正电荷所受电场力的方向相同.由于D选项中未说明放于该点的电荷的正负,故不能确定P点的场强方向是否与放在该点的电荷受力的方向相同,D错.
3.(单选)如图为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图,以下说法正确的是( )
A.a、b都为正电荷,且a、b带电荷量相等
B.a、b都为正电荷,且a、b带电荷量不相等
C.a、b都为负电荷,且a、b带电荷量相等
D.a、b都为负电荷,且a、b带电荷量不相等
解析:选A.由电场线的方向可判定a、b都为正电荷,又因为a、b两电荷周围电场线疏密程度相同,故a、b带电荷量相等.
4.(单选)一正电荷在电场中由P到Q做加速运动且加速度越来越大,则如图所示的四个电场线图正确的是( )
解析:选C.由牛顿第二定律F=ma知,加速度越来越大,则电场力越来越大,电场线疏密表示电场的强弱,电场线越来越密对应的加速度越来越大,故C项正确.
5.电场线上每一点的________与该点的场强方向一致;正电荷形成的电场中,电场线始于________延伸到________;负电荷形成的电场中,电场线起始于________终止于________.
答案:切线方向 正电荷 无穷远处 无穷远处 负电荷
一、单项选择题
1.下面关于电场的叙述不正确的是( )
A.两个未接触的电荷发生了相互作用,一定是电场引起的
B.只有电荷发生相互作用时才产生电场
C.只要有电荷存在,其周围就存在电场
D.A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用
解析:选B.电荷周围存在电场,电荷的相互作用不可能超越距离,是通过电场传递的,电荷与电荷之间的作用也是通过场来传递的.
2.下列关于电场线的说法中,不正确的是( )
A.沿着电场线的方向电场强度越来越小
B.在没有电荷的地方,任何两条电场线都不会相交
C.电场线是人们假设的,用以形象表示电场的强弱和方向,客观上并不存在
D.电场线是始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远
解析:选A.为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向,在电场中画出一系列曲线,曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向,曲线的疏密表示电场的强弱,故A选项错误.
3.图中画出了某一个电场的一些电场线,关于该电场下列说法正确的是( )
A.电场线所表示的电场方向是向右的
B.电场线所表示的电场方向是向左的
C.处于该电场中的负电荷q受电场力方向是向右的
D.处于该电场中的正电荷q受电场力方向是向左的
答案:A
4.法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场,如图为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图,以下几种说法正确的是( )
A.a、b为异种电荷,a带电荷量大于b带电荷量
B.a、b为异种电荷,a带电荷量小于b带电荷量
C.a、b为同种电荷,a带电荷量大于b带电荷量
D.a、b为同种电荷,a带电荷量小于b带电荷量
解析:选B.由电场线的特点可知,a、b为异种电荷,但无法判断a、b的电性;由电场线疏密程度不同,b周围电场线比a周围电场线密,说明b带电荷量大于a带电荷量.
5.图甲中的AB是一个点电荷电场中的电场线,图乙则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力数量间的函数图象,由此可判定( )
A.若场源是正电荷,位于A侧
B.若场源是正电荷,位于B侧
C.若场源是负电荷,位于A侧
D.若场源是负电荷,位于B侧
解析:选A.由题图乙可知,a点的场强大于b点的场强,所以场源电荷在A侧.由电场线的方向.可以确定场源电荷的电性为正电荷,选项A正确.
6.如图所示的各电场中,A、B两点电场强度相同的是( )
解析:选C.电场强度相同是指大小相等,方向相同.A选项中A、B两点场强大小相等,方向不同;B选项中A、B两点场强大小不相等,但方向相同;C选项中两平行金属板间电场是匀强电场,故大小、方向相同;D选项中,A、B两点场强的大小和方向均不相同.
7.如图所示为静电场的一部分电场线的分布,下列说法正确的是( )
A.这个电场可能是正点电荷形成的
B.C点处的电场强度为零,因为那里没有电场线
C.点电荷q在A点所受到的静电力比在B点所受静电力大
D.负电荷在B点受到的电场力的方向沿B点切线方向
解析:选C.正点电荷的电场线是指向无穷远的直线,故A错误.电场线只是形象地描述电场,没有电场线的地方,场强不一定为零,故B错误.又EA>EB,点电荷q在A点受到的静电力大,故C正确.负电荷在B点受静电力的方向与B点的切线方向相反,故D错误.
8.下列关于带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线的关系的说法中正确的是( )
A.带电粒子在电场中运动,如只受电场力作用,其加速度方向一定与电场线方向相同
B.带电粒子在电场中的运动轨迹一定与电场线重合
C.带电粒子只受电场力作用,由静止开始运动,其运动轨迹一定与电场线重合
D.带电粒子在电场中运动轨迹可能与电场线重合
解析:
选D.电荷的运动轨迹和电场线是完全不同的两个概念,在分析有关问题时,既要明确二者的本质区别,还要搞清二者重合的条件.电场线方向表示电场强度方向,它决定电荷所受电场力方向,从而决定加速度方向,正电荷加速度方向与电场线的切线方向相同,负电荷则相反,故A错.带电粒子的运动轨迹由粒子在电场中运动的初速度和受力情况来决定,带电粒子只受电场力作用,由静止开始运动,若电场线为直线,其轨迹一定与电场线重合.若电场线为曲线,如图所示,在A点的正电荷,其加速度沿电场力的方向,即电场线的切线方向,它只要运动就会离开它所在的电场线,所以它不会沿电场线运动.故B、C不正确,D正确.
二、双项选择题
9.在电场中某一点A,当放入电荷量为q的负电荷时受到的电场力向右,A点的场强为E,下列说法正确的是( )
A.把电荷量为q的负电荷拿走,该点的场强为零
B.若在该点放入电荷量为2q的正电荷,则该点的场强为2E
C.若在该点放入电荷量为q的正电荷,电荷受到的电场力方向向左
D.不论该点是否放入电荷,该点场强都是E,且方向向左
答案:CD
10.把质量为m的正点电荷q,在电场中从静止释放,在它运动过程中如果不计重力,下述正确的是( )
A.点电荷运动轨迹必与电场线重合
B.点电荷的速度方向,必定和所在点的电场线的切线方向一致
C.点电荷的加速度方向,必与所在点的电场线的切线方向一致
D.点电荷的受力方向,必与所在点的电场线的切线方向一致
解析:选CD.正点电荷q由静止释放,如果电场线为直线,电荷将沿电场线运动,但如果电场线是曲线,电荷一定不沿电场线运动(因为如果沿电场线运动,其速度方向与受力方向重合,不符合曲线运动的条件),故A选项不正确;由于点电荷做曲线运动时,其速度方向与电场力方向不再一致(初始时刻除外),故B选项不正确;而点电荷的加速度方向,也即电荷所受电场力方向必与该点场强方向一致,即与所在点的电场线的切线方向一致,故C、D选项正确.
三、非选择题
11.匀强电场中,各点场强的________,________都相同.匀强电场是最简单同时也是最重要的电场.
答案:大小 方向
12.已知某电场中的几条电场线,带负电的点电荷q在A点受电场力方向如图所示.
(1)试在图中画出电场线方向.
(2)试比较EA、EB的大小.
(3)在A、B两点放上等量异种点电荷,则点电荷在哪点受力较大?
解析:(1)由于负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反,可知A点电场强度方向如图所示,亦可标出电场线方向如图所示.
(2)由于A点处的电场线比B点处的密,可知EA>EB.
(3)电场力F=qE,由于EA>EB,所以点电荷在A点受力大.
答案:见解析
(时间:90分钟;满分:100分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)
1.下列说法中正确的是( )
A.光波不是电磁波
B.电磁炉是利用涡流加热的
C.用陶瓷器皿盛放食品可直接在电磁炉上加热
D.DVD光盘是利用磁粉记录信息的
解析:选B.光波是电磁波,电磁炉是利用电磁场对金属导体产生的涡流加热的,因此不能用陶瓷器皿放食品直接在电磁炉上加热,因为这种材料不会发生电磁感应现象,不能加热.DVD光盘记录的是光信号,不是利用磁粉记录信息.B正确,A、C、D错.
2.以下关于预防电磁辐射的做法,不正确的是( )
A.移动电话不可以长时间使用
B.注意人体与家用电器保持一定的距离
C.高压线、变电站、电台、电视台旁边兴建住宅区
D.不要把家用电器摆放得过于集中
解析:选C.由于移动电话、家用电器、高压输电线、变电站、电台、电视台等都会向外辐射对人体有害的电磁波,移动电话不可以长时间使用,由于家用电器辐射的电磁波会相互干扰,因此不要集中摆放,故本题应选C.
3.我国拥有较丰富的地热资源,其开发利用前景广阔,下列关于地热能的说法正确的是( )
①可以用于洗浴、发电以及供暖等方面 ②与煤炭、石油、天然气一样都是化石能源 ③主要源于地球内部放射性元素衰变产生的能量 ④与地下水结合可形成热水型地热,释放形式之一是温泉
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
解析:选C.地热能的用途有采暖、发电、种植、养殖、医疗等多个方面;地热能是来自地球内部的能量,不属于化石能源,是地球内部放射性元素衰变释放的热能;地热能与地下水结合就变成地下热水或蒸汽,这些地下热水沿着断层或裂隙上升到地表,就形成温泉等.
4.电磁波和声波相比较,下列说法中错误的是( )
A.电磁波是电磁场发生的区域向远处传播,声波是声源的振动向远处传播
B.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质
C.由空气进入水中传播时,电磁波的传播速度要减小,声波的传播速度要增大
D.由空气进入水中传播时,电磁波的波长变大,声波的波长也变大
解析:选D.电磁波在真空中的速度最大,进入介质后速度减小,但电磁波的频率f不变.由v=fλ得电磁波的波长λ将变小,而声波进入介质后的速度增大,频率不变,波长λ将变大.
5.雷达测距是利用了波的( )
A.干涉 B.衍射
C.折射 D.反射
答案:D
6.交警在检查司机是否酒后驾车时使用的仪器里有( )
A.温度传感器 B.湿度传感器
C.气敏传感器 D.光传感器
答案:C
7.发电机和电动机的发明使人类步入电气化时代,其中电动机依据的物理原理是( )
A.磁场对电流的作用
B.磁铁间的相互作用
C.惯性定律
D.万有引力定律
解析:选A.电动机的原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动.
8.下列设备的运行与电磁波无关的是( )
A.医院里,医生利用B超可观察到母体内的婴儿情况
B.“嫦娥二号”接收地面指挥中心的运行指令实现变轨而奔向月球
C.汽车上安装有GPS(全球卫星定位系统)以确定行驶路线和距离
D.在大地震发生后救灾人员利用卫星通话恢复了与外界的通讯联系
解析:选A.B超的工作原理是利用超声波的特性,与电磁波无关.
二、双项选择题(本题共2小题,每小题6分,共12分.在每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求,全选对的得6分,只选一个且正确的得3分,有选错或不答的得0分)
9.能源可分为一次能源和二次能源.自然界天然存在、不改变形态就可直接应用的能源称为一次能源;需要依靠其他能源的能量间接获取的能源称为二次能源.氢气是一种高效而没有污染的二次能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取,下列叙述正确的是( )
A.电能是二次能源 B.水力是二次能源
C.天然气是一次能源 D.焦炉气是一次能源
解析:选AC.根据题意可知:水力是一次能源,焦炉气是二次能源,故选项B、D错误.
10.下列关于几种传感器的说法正确的是( )
A.日光灯启动器里有一个双金属温度传感器控制电路的通断
B.光敏电阻传感器是利用光照强度来控制电路的通断可应用于卧室照明电路中
C.烟雾传感器可应用于舞台
D.声光传感器在楼道中有应用
解析:选AD.选项A、D中对双金属温度传感器和声光传感器功能的描述是正确的.选项B中的光敏电阻传感器一般应用于路灯等,选项C中的烟雾传感器一般应用于消防设施等.
三、非选择题(本题共6小题,共56分.把答案填在题中横线上或按要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
11.(8分)如图所示是继电器的原理图,当在接线柱2、3间接入电源时,电磁铁便将衔铁P吸离A而与B接触,从而达到控制电路的目的.接线柱________与接有电源的热敏电阻串接,接线柱________与外电路串接,即可在温度过高时切断外电路,实现对外电路的自动控制.
答案:2、3 1、5
12.(8分)如图所示接好电路,合上S,发现小灯泡不亮,原因是________________________________________________________________________;
用电吹风对热敏电阻吹一会儿,会发现小灯泡________,原因是________________________________________________________________________;
停止吹风,会发现____________________;把热敏电阻放入冷水中会发现________.
答案:由于热敏电阻阻值较大,左侧电路电流较小,电磁铁磁性较弱吸不住衔铁 变亮 电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小,电路中电流增大,电磁铁吸住衔铁 小灯泡不会立即熄灭,因为热敏电阻温度仍然较高 小灯泡熄灭
13.(8分)有一个自动控制装置电路如下图所示,其中M是质量较大的一个金属块,将装置固定在一辆汽车上,汽车向右起动时,________灯亮,原理是________.汽车刹车时,________灯亮.
解析:当汽车向右起动时,由于惯性,金属块M后移,接通电路,点亮绿灯;同理刹车时,金属块前移,点亮红灯.
答案:绿 惯性 红
14.(8分)右图是某同学在科技制作活动中自制的电子秤原理图.利用电压表(内电阻很大)的示数来指示物体的质量.托盘与电阻可忽略的弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计.滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接,当托盘中没有物体时,电压表的示数为零.设变阻器的总电阻为R,总长度为L,电源电动势为E,内阻为r,限流电阻为R0,弹簧的劲度系数为k.若不计一切摩擦和其他阻力.
(1)求出电压表示数Ux与所称物体质量m的关系式为Ux=________;
(2)由(1)的计算结果可知,电压表示数与待测物体质量不成正比,不便于制作刻度.为使电压表示数与待测物体质量成正比,请利用原有器材进行改进,在如图的基础上完成改进后的电路原理图,并得出电压表示数Ux与待测物体质量m的关系式为Ux=________.
解析:(1)由胡克定律知mg=kx,R连入电路中的有效电阻Rx=·x=,根据闭合电路的欧姆定律可知:
I=,
又Ux=I·Rx=
(2)改进后的电路图如图所示.
Ux=··= m.
答案:(1)
(2) m
15.(12分)某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k),如图所示,测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.现有下列器材:力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个,开关及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上).请完成对该物体质量的测量.
(1)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能大,在题图方框中画出完整的测量电路.
(2)简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m.
(3)请设想实验中可能会出现的一个问题.
解析:(1)设计的电路图如图所示.
(2)测量步骤与结果:
①调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为零.②将砝码放在转换器的受压面上,记下输出电压U0.
③将待测物体放在转换器的受压面上,记下输出电压U,由U0=km0g,U=kmg,则有m=·U.
(3)①可能因为某种原因(如电源电压、滑动变阻器的阻值等),使转换器的静态输出电压调不到零.
②可能待测物体的质量超出转换器的量程.
答案:见解析
16.
(12分)电饭煲的工作原理如图所示,可分为两部分,即控制部分:由S1、S2、R1和黄灯组成;工作(加热)部分:由发热电阻R3、R2和红灯组成,S1是一个磁钢限温开关,手动闭合,当此开关的温度达到103 ℃时,自动断开,且不能自动复位(闭合),S2是一个双金属片自动开关,当温度低于70 ℃时,自动闭合,达到80 ℃时,自动断开,红灯、黄灯是指示灯,通过其电流必须较小,所以R1、R2起________作用,R3是发热电阻,由于煮饭前温度低于70 ℃,所以S2是________(填“断开的”或“闭合的”),接通电源并按下S1后,黄灯熄而红灯亮,R3发热,当温度达到80 ℃时,S2断开,当温度达到103 ℃时饭熟,S1断开,当温度降到70 ℃以下时,S2闭合,电饭煲处于保温状态,由以上描述可知R2________R3(填“<”“=”或“>”),若用电饭煲烧水时,直到水被烧干S1才会断开,试解释此现象.
解析:R1、R2起的作用是限流,防止指示灯(氖泡)因电流过大而烧毁,S2是自动控制温度开关,当温度低于70 ℃时自动闭合,当温度高于80 ℃时又自动断开,使电饭煲处于保温状态,由于R3的功率较大,因此R2>R3.由于开关S1必须当温度达到103 ℃时才自动断开,而水的沸点只有100 ℃,因此用电饭煲烧水时,直到水被烧干后S1才会断开.
答案:见解析
1.(单选)这一发明实现了电能向机械能的转化,极大地提高了劳动生产率,促进了社会生产力的发展.它是( )
A.电池 B.发电机
C.电动机 D.电磁波
解析:选C.电池和发电机是将其他形式的能转化为电能,选项A、B错误.电动机是将电能转化为机械能,选项C正确.电磁波的发现,使无线电通信成为可能,选项D错误.
2.(单选)能源按基本形态分类,可分为一次能源和二次能源,下列能源属于二次能源的是( )
A.天然气 B.风力
C.石油制品 D.太阳能
解析:选C.一次能源是指自然界天然存在的,二次能源是指由一次能源进行加工转化而得到的能源产品.天然气、风力、太阳能是自然界天然存在的,属于一次能源,而石油制品是一次能源石油的加工产品属于二次能源.故应选C.
3.中国古代利用磁石指南的特性,发明的________.可以说是电磁领域的第一个重大发明.
答案:指南针
4.________发明了无线电通信,________发明了电话.
答案:马可尼 贝尔
5.按再生性分类,可将能源分为________能源和________能源.
答案:再生 非再生
一、单项选择题
1.发明电流磁效应的科学家是( )
A.伏打 B.法拉第
C.奥斯特 D.特斯拉
答案:C
2.发电机可以把下面哪种形式的能量转换成电能( )
①机械能 ②风能 ③潮汐能 ④核能
A.①②③ B.②③④
C.①②④ D.①②③④
答案:D
3.煤、石油、天然气和生物能资源的能量形成和转换利用过程基本上是( )
A.太阳能辐射→化学能→热能
B.太阳能辐射→机械能→电能
C.生物能→电能→化学能→热能
D.太阳能辐射→机械能→化学能
解析:选A.太阳能辐射→动植物吸收后,经过地壳运动变迁,在地下沉积几十万年,储存了化学能→可通过燃烧、提炼加以应用→热能.
4.在炎热的夏天,某同学为了降低室内温度,采取的措施是:紧闭门窗,开动冰箱并打开冰箱门,关于这位同学所采取的措施,下列判断中正确的是( )
A.可以降低室内温度
B.室内温度不会降低,还可能升高
C.室内温度不升不降
D.不能确定
解析:选B.由于电动机在转动过程中产生热能,因而室内温度会升高.
5.作为新型燃料,从环保角度来看氢气具有的突出优点是( )
A.在自然界里存在氢气
B.氢气轻,便于携带
C.燃烧氢气污染小
D.氢气燃烧发热量高
答案:C
二、双项选择题
6.下列对网络的说法中正确的是( )
A.因特网就是信息高速公路
B.在网上可以远程教学,访问电子图书馆,可以用于娱乐、购物等
C.网络对我们的生活有百利而无一害
D.沉迷于网络游戏而不能自拔的网瘾问题是令现在青少年困惑的问题
解析:选BD.因特网和其他小网络连在一起被称为信息高速公路,选项A错误;在网上可以远程教学,访问电子图书馆,可以用于娱乐、购物等,选项B正确;网络也有有害的一面,选项C错误,选项D正确.
7.下列能源属于新能源的是( )
A.煤 B.太阳能
C.石油 D.核能
解析:选BD.根据应用的广泛程度,属于新能源的是太阳能和核能.
8.可持续发展主要提倡开发利用再生能源,下列能源属于再生性能源的是( )
A.水力 B.石油
C.风力 D.天然气
解析:选AC.按再生性分类,可将能源分为再生能源和非再生能源,再生能源是指开发利用后仍可重新获得的能源,如水能、风能、太阳能等,非再生能源是指开发利用后,不能(或一段时期内不能)得到的能源,如煤、石油、天然气、核能等,故选项A、C正确.
9.下面属于二次能源的是( )
A.核能 B.电能
C.太阳能 D.煤气
答案:BD
三、非选择题
10.建立在电磁技术基础上的________、________、电子电器制造业等早已成为我国国民经济的支柱产业.
答案:电力工业 信息产业
11.说一说电风扇转动过程中电能转化成了什么能.
答案:电风扇转动过程中电能向机械能转化,同时由于摩擦还有一部分电能转化成内能.
12.能源是人类生存和发展的重要支撑因素,请回答以下有关能源的问题:
(1)人类所使用的能源绝大部分来源于太阳能,捕获太阳能的生物主要为绿色植物,绿色植物能够通过光合作用把太阳能转化为________能.
(2)煤、石油、天然气及生物能等是多年来大规模使用的能源,被称为________能源.而核能、地热能、海洋能、沼气以及现在又有新的利用方式的太阳能、风能等都称为________能源.
(3)为了保证我国社会主义现代化建设顺利进行,国家已把能源的开发利用作为经济建设和社会发展的战略重点.我国目前最主要的能源品种是________,其储藏量最丰富的省(区)是________,其产量最多的省(区)是________.我国能源利用的主要问题有______________.
解析:绿色植物通过叶绿体将太阳能转化为化学能.煤、石油、天然气及生物能是多年来大规模使用的能源,被称为常规能源,而核能等被称为新能源.我国目前主要能源品种是煤,储藏量最丰富的省是山西,产量最多的省也是山西.我国能源利用存在的主要问题有:能源地区分布不均,能源生产与能源消费地区不匹配,人均能源消费量低,能源利用率低,单位产值能耗大,能源消费构成不尽合理,广大农村仍大量用木材、秸秆等作为燃料.
答案:见解析
1.(单选)现代城市道路两旁的路灯是采用自动控制的,当自然光的亮度低于某个值时路灯能自动点亮,当自然光的亮度高于某个值时,路灯能自动熄灭,是因为在路灯自动控制电路中采用了下列哪种传感器( )
A.温度传感器 B.压力传感器
C.光传感器 D.声音传感器
答案:C
2.(单选)下列说法不正确的是( )
A.话筒是一种常见的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号
B.电熨斗一般装有双金属片温度传感器,这种传感器的作用是能够控制电路的通断从而控制温度
C.电子秤所使用的测力装置是力传感器
D.热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
解析:选A.话筒是将声音信号转化为电信号,A不正确.电熨斗中的双金属片在不同温度下的弯曲程度不同,从而能控制电路通断,B说法正确.电子秤是将力的大小转化为不同的电信号,C说法正确.在不同温度下,热敏电阻具有不同的阻值,D正确.
3.电饭煲、自动门、卫星遥感分别应用了________传感器、________传感器、________传感器.
答案:温度 红外线 红外线
4.光敏电阻(硫化镉)的电阻率与所受光照的________有关,随光照________的增大,电阻率________.
答案:强度 强度 减小
5.目前常用的传感器有________、________、________等.
答案:温度传感器 红外线传感器 生物传感器
一、单项选择题
1.用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程,下列属于这类传感器的是( )
A.红外线警报器
B.走廊照明灯的声控开关
C.自动洗衣机中的压力传感装置
D.电饭煲中控制加热和保温的温控器
解析:选A.红外线警报器的工作原理是:如果有人通过红外线可以察觉得到的范围,那么红外线警报器就会发出信号,并与触点接通,使灯点亮且发出警报.因此,红外线警报器的工作过程是将光信号转化为电信号,A选项正确.而B选项是将声音信号转换为电信号的过程,C选项是利用压力来传递信息的过程,D选项是通过温度来控制的过程,所以B、C、D均错.
2.随着人们生活质量的提高,自动干手机已进入家庭洗手间.当人将湿手靠近干手机时,机内的传感器便驱动电热器加热,于是有热空气从机内喷出,将湿手烘干,手靠近干手机能使传感器工作,这是因为( )
A.改变了湿度 B.改变了温度
C.改变了磁场 D.改变了电容
答案:D
3.如图,R1是一个热敏电阻,下列说法正确的是( )
A.当R1处温度升高时,电压表示数增大
B.当R1处温度升高时,电压表示数减小
C.当R1处温度降低时,电压表示数没有明显变化
D.当R1处温度降低时,电压表示数增大
解析:选A.热敏电阻是用半导体材料制成,电阻随温度变化明显;有些金属的电阻值随温度的升高而增大,这样的电阻亦可制成传感器,称热电阻.热敏电阻或金属热电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量.热敏电阻随温度升高电阻值减小,从而导致电路中总电流变大,电压表示数变大;温度降低时电阻值增大,电路总电流变小,电压表示数变小.
4.唱卡拉OK用的话筒内有传感器,其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号,则下列说法中正确的是( )
A.该传感器是根据电流的磁效应工作的
B.该传感器是根据电磁感应原理工作的
C.膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变
D.膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势
解析:选B.当声波使膜片前后振动时,膜片后的金属线圈就跟着振动,从而使处于永磁体的磁场中的线圈切割磁感线,穿过线圈的磁通量发生改变,产生感应电流,从而将声音信号转化为电信号.可见它是利用电磁感应原理工作的,故选项B正确,选项A、C、D均错误.
5.
演示位移传感器的工作原理如图所示,物体M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑杆P,通过电压表显示的数据,来反映物体位移的大小x,假设电压表是理想的,则下列说法正确的是( )
A.物体M运动时,电源内的电流会发生变化
B.物体M运动时,电压表的示数会发生变化
C.物体M不动时,电路中没有电流
D.物体M不动时,电压表没有示数
解析:选B.电压表为理想电表,则电压表不分流,故触头移动时不会改变电路的电阻,也就不会改变电路中的电流,故A错误;电压表测得的是触头P左侧电阻分得的电压,故示数随物体M的移动而变化,亦即随触头的运动而变,故B正确,C、D错误.
6.下面元件不属于温度传感器应用的是( )
A.电熨斗 B.电饭锅
C.测温仪 D.鼠标器
解析:选D.除了鼠标器之外都利用了温度传感器.
7.火灾报警器使用的是( )
A.光传感器 B.温度传感器
C.红外线传感器 D.超声波传感器
解析:选B.火灾报警器利用了温度传感器,在出现火灾的时候局部温度升高,报警器报警.
8.下述仪器或装置用到传感器的是( )
①自动报警器 ②电子台秤 ③电视遥控器 ④红外线探测仪
A.①②③ B.①②④
C.②③④ D.①②③④
答案:D
二、双项选择题
9.有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件,将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后,用黑纸包住元件或者把元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是( )
A.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是热敏电阻
B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,这只元件一定是定值电阻
C.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是光敏电阻
D.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,这只元件一定是定值电阻
解析:选AC.热敏电阻的阻值随温度变化而变化,定值电阻和光敏电阻不随温度变化;光敏电阻的阻值随光照变化而变化,定值电阻和热敏电阻不随之变化.
10.如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻.此光电计数器的基本工作原理是( )
A.当有光照射R1时,信号处理系统获得高电压
B.当有光照射R1时,信号处理系统获得低电压
C.信号处理系统每获得一次低电压就记数一次
D.信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
解析:选AC.当光照射R1时,R1阻值减小,由分压原理可知R2两端电压增大,A正确,当有物体遮住光线时,R1阻值变大,R2分得的电压减小,所以每获得一次低电压就说明为一次记录,C正确,D错误.
三、非选择题
11.某同学想做一个火警报警器,他的设想是当环境温度到达60 ℃左右就使电铃鸣响.请你帮他设计一个获取信息的方案.
解析:将电源、温度传感器、电铃串联,如图所示,当温度在60 ℃以下时,温度传感器使电路处于断开状态,当温度到达60 ℃以上时,温度传感器使电路接通,电铃鸣响报警.调节温度传感器在60 ℃左右时使电路接通是关键.
答案:见解析
12.请用仪器:热敏电阻、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等设计一个由温度控制小灯泡发亮的电路.
答案:设计图如图所示,闭合S1后,有电流通过继电器,但由于R′较大,继电器产生的磁场较弱,当将R′的温度升高,电阻减小,继电器的磁场显著增大,S2被吸下来,小灯泡发光,温度降低,磁性减弱,S2弹开、小灯泡熄灭,从而达到由温度控制灯泡的发亮与熄灭.(注:电路中继电器画的仅是一个简略图,实际并不是如此,另外,此处仅给出一种设计方案,如有其他思路与设计方案,读者自行完成)
1.(单选)下列说法中,不正确的是( )
A.发射出去的无线电波,可以无损耗地传播到无限远处
B.无线电波遇到导体,就可在导体中激起同频率的振荡电流
C.波长越短的无线电波,越接近直线传播
D.移动电话也是通过无线电波进行通讯的
解析:选A.无线电波在传播过程中事实上都存在损耗;当无线电波遇到导体时,就可在导体中激起同频率的振荡电流;而波长越短越不易发生衍射就越接近直线传播;而移动电话不是通过有线传输的,而是通过无线电波进行通讯的.
2.(单选)关于电磁波的调制技术,下列说法不正确的是( )
A.使高频载波的振幅随信号改变的调制叫做调幅
B.使高频载波的频率随信号改变的调制叫做调频
C.中、短波段的无线电广播,使用的是调幅方式
D.调幅波的优点是抗干扰能力强,传递过程中失真比较小
解析:选D.调频波的振幅不变,抗干扰能力比较强,传递过程中失真比较小,所以不正确的是D.
3.(单选)传播电视信号的电磁波是( )
A.无线电波 B.γ射线
C.紫外线 D.X射线
解析:选A.电视信号利用的微波段属于无线电波.
4.(单选)关于移动电话,下列说法不正确的是( )
A.随身携带的移动电话(手机)内,只有无线电接收装置,没有无线电发射装置
B.随身携带的移动电话(手机)内,既有无线电接收装置,又有无线电发射装置
C.两个携带手机的人,必须通过固定的基地台转接,才能相互通话
D.无线寻呼机(BP机)内只有无线电接收装置,没有无线电发射装置
解析:选A.手机既有发射装置,又有接收装置.寻呼机只能被动接收信号,不能发射信号.
5.请回答电磁污染的危害有哪些?
答案:电磁污染的危害有:
①在飞机上使用手机、电脑,会干扰飞机的通信系统.
②配有心脏起搏器的人使用手机可能导致起搏器工作异常.③长期、过量的电磁辐射会损害人的中枢神经系统、心血管系统、内分泌系统、生殖系统等.表现出头晕、失眠、记忆力减退、情绪不佳等症状.
一、单项选择题
1.关于无线电波的发送和接收,下述说法中正确的是( )
A.为了将信号发送出去,先要进行调谐
B.为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来,就要进行调制
C.为了从高频电流中取出声音信号,就要进行调频
D.由开放电路可以有效地把电磁波发射出去
解析:选D.要将信号发送出去,先要进行的是调制.要从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来,要进行的是调谐.要从高频电流中把声音信号取出来,要进行的是解调.只有采用开放电路(天线和地线)才能有效地把电磁场的能量辐射出去,闭合的电路只能使电磁场的能量在电路内相互转换.
2.为了实现全球的电视转播,下列措施中正确的是( )
A.只需发射一颗同步卫星,在赤道平面上空运行
B.至少需发射三颗同步卫星,在赤道平面上空运行
C.只需发射一颗同步卫星,绕着通过南、北极的上空运行
D.至少需发射三颗同步卫星,绕着通过南、北极的上空运行
解析:
选B.同步卫星只能在赤道平面上空,通过南、北极上空运行的卫星不可能是同步卫星,C、D错.由于电视信号属微波段,只能够直线传播,为了覆盖全球,至少需发射三颗同步卫星,使它们位于正三角形的顶点,地球内切于这个正三角形,如图所示.
3.下列关于电视的说法中错误的是( )
A.电视信号的发射、接收过程是:景物→电信号→电磁波→电信号→图像
B.摄像机在一秒钟内要传递24张画面
C.显像管是将电信号还原成景物的像的关键部件
D.画面更换迅速和视觉暂留现象使人们在荧光屏上看到的是活动景象
解析:选B.摄像机在1 s内要传送25张画面.
4.关于雷达的特点,下列说法正确的是( )
A.雷达所用无线电波的波长比短波更短
B.雷达只有连续发射无线电波,才能发现目标
C.雷达的显示屏上不能直接读出障碍物的距离
D.雷达在能见度低的黑夜将无法使用
答案:A
5.关于电视机,下列说法正确的是( )
A.图像信号是用调频波发射的,声音信号是用调幅波发射的
B.图像信号和声音信号都是调频波
C.图像信号是用调幅波发射的,声音信号是用调频波发射的
D.图像信号和声音信号都是调幅波
解析:选C.电视机的图像信号是用调幅波发射的,而声音信号是用调频波发射的,声音比较好听.
6.电视机换台时,实际上是在改变( )
A.电视台的发射频率
B.电视机的接收频率
C.电视台发射的电磁波的波速
D.电视机接收的电磁波的波速
解析:选B.电视机接收电磁波是利用电磁波的频率不同收看的电视频道不同,所以改变的是电视机的接收频率,只有B对.
7.下列关于信息传递的说法中,正确的是( )
A.声、光和电磁波中,只有电磁波能够传递信息
B.固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的
C.摄像机拍得的物体图像,直接通过发射天线发射传播信息
D.微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息
解析:选D.声音可以传递信息,人们非常的熟悉.光也可以传递信息,所以A错.移动电话、无线电广播和电视都是无线传递的,所以B错.摄像机拍得的物体图像,首先要转变为电信号,而不能直接通过发射天线发射,C错.只有D对.
8.产生酸雨的祸首是( )
A.二氧化碳 B.氟利昂
C.二氧化硫 D.一氧化碳
解析:选C.酸雨的主要成分是亚硫酸,二氧化硫与空气中的水蒸气接触会生成亚硫酸,故选项C正确.
二、双项选择题
9.为了保护环境,控制大气污染,人们可以采取的措施有( )
A.在城镇采用集中供热
B.普及使用煤气和天然气
C.禁止使用一切化学燃料
D.改进燃烧设备,加装消烟除尘装置
答案:AD
10.下列说法中正确的是( )
A.发射图像信号不需要调制过程
B.接收到的图像信号要经过调谐、解调
C.电视信号包括图像信号和伴音信号
D.电视信号中的图像信号和伴音信号的传播速度不同
解析:选BC.发射图像和声音信号都需调制,所以A错.电视信号中的图像信号和伴音信号都以无线电波的形式发送,所以传播速度相同,D错.选B、C.
三、非选择题
11.1943年7月24日深夜,一批英国轰炸机偷袭德国汉堡时,被德国雷达发现.但突然间出现了一种令人奇怪的现象,雷达荧光屏上的目标信号急剧增加,似有千万架飞机铺天盖地而来,德军束手无策,只好盲目迎战结果大受损失.试分析这种现象的原因.
答案:英军飞机到达目的地上空时,洒下了无数的箔片,由于箔片具有很强的反射电磁波的本领,因此使雷达上产生了无数的目标,从而使雷达失去了作用.
12.“为了您和他人的安全,请您不要在飞机上使用手机和手提电脑.”这句提醒警示语是乘坐飞机的游客都听到过的语言,因为有些空难事故就是由于某位乘客在飞行的飞机中使用手机造成的.1996、1998年都出现过此类事故.1999年广州白云机场飞机降落时,机上有四位旅客同时使用了手机,使飞机降落偏离了8度,险些造成事故.请问为什么在飞机上不能使用手机和手提电脑呢(包括游戏机)?
答案:由于手机在使用时要发射电磁波,对飞机产生电磁干扰,而飞机上的导航系统是非常复杂的,抗干扰能力不是很强,所以如果飞机上的乘客使用了手机,对飞机产生电磁干扰,那么后果将十分可怕.所以,在飞机上不要使用手机和手提电脑.
(时间:90分钟;满分100分)
一、单项选择题(本题共9小题,每小题4分,共36分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)
1.1825年,瑞士科学家科拉顿用条形磁铁在线圈中进行插进和抽出的实验时,为了排除磁铁对电流表的影响,把电流表和线圈分别放在两个房间里.他在两个房间跑来跑去,没有观察到电磁感应现象,下列解释正确的是( )
A.线圈中没有产生感应电流
B.线圈中产生了感应电流,但因为距离太远,无法传输到另一个房间的电流表上
C.电流表有偏转,但只发生在插进和抽出的瞬间,时间太短,无法观察
D.线圈中产生了电流,电流表有电流通过,但偏转太细微,无法观察
解析:选C.在磁铁插进和抽出的瞬间有感应电流产生.但很快消失,故选项C正确.
2.下列过程中一定能产生感应电流的是( )
A.导体和磁场做相对运动
B.导体一部分在磁场中做切割磁感线运动
C.闭合导体静止不动,磁场相对导体运动
D.闭合导体内磁通量发生变化
解析:选D.产生感应电流的条件:①电路闭合;②磁通量变化.A和B选项中电路不一定闭合,A、B错误.C选项中磁场相对导体运动,穿过回路的磁通量不一定变化,也不正确.
3.关于磁通量的概念,下列说法中正确的是( )
A.磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量也越大
B.磁感应强度越大,线圈面积越大,穿过闭合回路的磁通量也越大
C.穿过线圈的磁通量为零时,磁感应强度不一定为零
D.磁通量发生变化时,磁感应强度一定发生变化
答案:C
4.如图,半径为R的圆形线圈和矩形线圈abdc在同一平面内,且在矩形线圈内有变化的磁场,则( )
A.圆形线圈有感应电流,矩形线圈无感应电流
B.圆形线圈无感应电流,矩形线圈有感应电流
C.圆形线圈和矩形线圈都有感应电流
D.圆形线圈和矩形线圈都无感应电流
答案:C
5.以下叙述不正确的是( )
A.任何电磁波在真空中的传播速度都等于光速
B.电磁波是横波
C.电磁波可以脱离“波源”而独自存在
D.任何变化的磁场都可以产生电磁波
答案:D
6.德国《世界报》曾报道过个别西方发达国家正在研制电磁脉冲波武器——电磁炸弹.若一枚原始脉冲波功率10 kW、频率5千兆赫的电磁炸弹在不到100 m的高空爆炸,它将使方圆400 m2~500 m2地面范围内电场达到每米数千伏,使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软盘均遭到破坏.电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是( )
A.电磁脉冲引起的电磁感应现象
B.电磁脉冲产生的动能
C.电磁脉冲产生的高温
D.电磁脉冲产生的强光
答案:A
7.如图所示,理想变压器的副线圈上接有三个灯泡,原线圈与一个灯泡串联接在交流电源上,若四个灯泡完全相同,且都正常发光,则电源两端的电压U1与三个灯泡两端的电压U2之比为( )
A.1∶1 B.2∶1
C.3∶1 D.4∶1
答案:D
8.如图所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈,线圈均与传送带以相同的速度匀速运动.为了检测出个别未闭合的不合格线圈,让传送带通过一固定匀强磁场区域,磁场方向垂直于传送带,线圈进入磁场前等距离排列,穿过磁场后根据线圈间的距离,就能够检测出不合格线圈,通过观察图形,判断下列说法正确的是( )
A.若线圈闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向前滑动
B.若线圈不闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动
C.从图中可以看出,第2个线圈是不合格线圈
D.从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈
解析:选D.若线圈闭合进入磁场时,由于电磁感应现象,由楞次定律可判断线圈相对传送带向后滑动,故A错误;若线圈不闭合,不会产生感应电流,故线圈相对传送带不发生滑动,故B错误;由图知1、2、4、5、6线圈都发生了相对滑动,而第3个线圈没有,则第3个线圈为不合格线圈,选项D正确.
9.如图所示为一理想变压器,S为单刀双掷开关,T为滑动变阻器的滑片,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈中的电流,则下列说法错误的是( )
A.保持U1及T的位置不变,S由a合到b时,I1将增大
B.保持T的位置及U1不变,S由b合到a时,R消耗的功率将减小
C.保持 U1不变,S合在a处,使T上滑,I1将增大
D.保持T的位置不变,S合在a处,若U1增大,I1将增大
解析:选C.S由a合到b时,n1减小,由=可知U2增大,P2=随之增大,而P1=P2,又P1=I1U1,从而I1增大,选项A正确.S由b合到a时,与上述情况相反,P2将减小,选项B正确.T上滑时,电阻值增大,P2=减小,又P1=P2,P1=I1U1,从而I1减小,选项C错误.U1增大,由=可知U2增大,I2=随之增大;由=可知I1也增大,选项D正确.
二、双项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求,全选对的得6分,只选一个且正确的得3分,有选错或不答的得0分)
10.下列现象中,能表明电和磁有联系的是( )
A.摩擦起电
B.两块磁铁相互吸引或排斥
C.小磁针靠近通电导线时偏转
D.磁铁插入闭合线圈过程中,线圈中产生感应电流
解析:选CD.摩擦起电其本质是由于不同物质对电子的作用力不同,电子在相互摩擦的物体间发生了转移;两块磁铁相互吸引或排斥是磁极之间的相互作用,以上两者均不能说明电和磁之间有联系,故选项A、B错误.小磁针靠近通电导线时偏转,说明电流能产生磁场,磁铁插入闭合线圈,线圈中产生感应电流说明变化的磁场能产生电流,以上两者均能说明电和磁之间有联系,故选项C、D正确.
11.下述用电器中,哪些利用了电磁感应现象( )
A.小电动机 B.小变压器
C.日光灯镇流器 D.电磁式电流表
答案:BC
12.关于变压器,以下说法正确的是( )
A.原线圈中的电流随副线圈中输出电流的增大而增大
B.原线圈两端的电压随副线圈中输出电流的增大而增大
C.当副线圈上并联的负载增多时,原线圈中的电流增大
D.当副线圈空载时,副线圈上电压为零
解析:选AC.原线圈的电流由副线圈决定,副线圈电压由原线圈决定.当负载增多时,变压器的输出功率增大,决定了输入功率也增大,原线圈中的电流增大.
三、非选择题(本题共4小题,共46分.把答案填在题中横线上或按要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(8分)一理想变压器,原线圈的匝数n1=1100,接在电压220 V的交流电源上,当它对11只并联的“36 V,60 W”灯泡供电时,灯泡正常发光,由此可知该变压器副线圈的匝数n2=______,通过原线圈的电流I1=________.
解析:由题意可知,11只灯泡并联在副线圈上,那么U2=36 V
由=,得
n2=n1=×1100匝=180匝
每只灯泡的电流I0== A= A
那么通过副线圈的电流
I2=11I0= A
由=得
I1=I2=× A=3 A
(可以根据P入=P出得I1U1=11P0,得I1== A=3 A).
答案:180 3 A
14.(8分)如图是法拉第做成的世界上第一个发电机模型,在磁铁两极间放一铜盘,转动铜盘,就可以获得持续的电流,试解释其原理.
答案:铜盘可以看成是无数根从铜盘圆心到边缘的导体棒组成的,这些导体棒
就像自行车的辐条,当圆盘转动时,总有幅条在切割磁感线产生感应电动势,相当于电源,如果和外界组成闭合电路,就可以向外界供电,有感应电流.
15.(12分)收音机中的变压器,原线圈有1210匝,接在220 V的交流电源上.要得到5 V、6.3 V和350 V三种输出电压,求这三个副线圈的匝数.
解析:由=可知要得到5 V的电压时n=5×匝≈28匝;(4分)
要得到6.3 V时n=匝≈35匝;(4分)
要得到350 V时n=匝≈1925匝.(4分)
答案:匝数分别为28、35、1925.
16.(18分)某车间用变压器对40盏“36 V,40 W”电灯供电.设变压器的原线圈为1320匝,接在220 V照明线路上,问:
(1)副线圈应为几匝,才能使40个灯正常发光?此时原、副线圈的电流各为多少?
(2)如只用20盏灯,能否正常发光?原线圈电流变为多少?
解析:(1)变压器副线圈的电压U2=36 V,由=,得副线圈匝数n2=n1=×1320 匝=216 匝(3分)
副线圈输出的总功率等于40盏电灯功率之和,即
P2=40×40 W=1600 W(3分)
所以,副线圈的电流和原线圈的电流分别为
I2== A=44.44 A(3分)
I1=== A=7.27 A.(3分)
(2)当只用20盏电灯时,副线圈输出功率减少,原线圈输入功率也相应减小,它们均为
P1′=P2′=20×40 W=800 W(3分)
所以,原、副线圈的电流变为
I1′== A=3.64 A(3分)
I2′== A=22.22 A.
答案:(1)216匝 7.27 A 44.44 A (2)能 3.64 A
1.(单选)在电磁感应现象中,下列说法正确的是( )
A.导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流
B.导体做切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流
C.闭合电路在磁场内做切割磁感线运动,电路内一定会产生感应电流
D.穿过闭合线圈的磁通量发生变化,电路中一定有感应电流
解析:选D.产生错选的原因主要是解答者对产生感应电流的必要条件和充分条件分辨不清,闭合电路是产生感应电流的必要条件,只有穿过闭合电路的磁通量发生变化,才是产生感应电流的充分条件.
2.(单选)下图中,闭合线框中不能产生感应电流的是( )
解析:选D.图A中,线圈绕OO′轴转动,穿过它的磁通量随时间发生变化,如果匀速转动的话,穿过它的磁通量将发生周期性的变化,因此在图A中的线圈中,将产生感应电流.
对于图B,直线电流产生的磁场随着距离增大而减小,当线圈逐渐远离直线时,穿过线框的磁通量越来越小,所以在线圈中有感应电流.
在图C中,线圈从条形磁铁的上端经过,(线圈面与条形磁铁垂直)穿过线框的磁通量先增大后减小,于是线框中有感应电流.
D中以O为轴以角速度ω转动过程中磁通量不发生变化,回路中无感应电流.
3.(单选)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,有一闭合导体环,环面与磁场方向垂直,当导体环在磁场中完成下述运动时,可能产生感应电流的是( )
A.导体环保持水平方位在磁场中向上或向下运动
B.导体环保持水平方位向左或向右加速平动
C.导体环以垂直环面、通过环心的轴转动
D.导体环以一条直径为轴,在磁场中转动
解析:选D.分别以A、B、C选项方式移动导体环时,穿过导体环的磁通量不发生变化,故A、B、C错,而D项正确.
4.(双选)在下图中,要使电流表的指针偏转,应该( )
A.使金属杆MN向右做匀速运动
B.使金属杆MN向右做加速运动
C.使金属杆MN向右做减速运动
D.使金属杆MN向右运动停在某一位置后,再向左做匀速运动
解析:选BC.要使指针发生偏转,MN切割磁感线要产生变化的电流,必须要做变速运动,向哪个方向移动都可以,所以B、C正确.
5.穿过闭合电路的磁通量很大,是否一定产生电磁感应现象?
答案:不一定.产生电磁感应现象的条件,归根结底是穿过闭合电路的磁通量发生变化,关键在“变化”两字上,例如穿过闭合电路的磁通量从无变有、从有变无、从小变大、从大变小等,可以说有无感应电流的产生与闭合电路中的磁通量大小无关.
一、单项选择题
1.研究电磁感应现象并得到重要结论的科学家是( )
A.洛伦兹 B.库仑
C.奥斯特 D.法拉第
答案:D
2.关于磁通量的概念,下列说法中正确的是( )
A.磁场中某处的磁感应强度越大,面积越大,则穿过线圈的磁通量一定就越大
B.放在某处的一个平面,穿过它的磁通量为零,该处磁感应强度一定为零
C.磁通量的变化不一定是由于磁场的变化而引起的
D.磁场中某处的磁感应强度不变,放在该处线圈的面积也不变,则磁通量一定不变
解析:选C.磁通量的大小与磁感应强度、面积的大小以及是否垂直穿过有关,所以A、B、D错,C对.
3.如图所示,电流表与螺线管组成闭合电路,下列情况不能使电流表指针偏转的是( )
A.将磁铁插入螺线管的过程中
B.磁铁放在螺线管中不动时
C.将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中
D.将磁铁从螺线管中向下拉出的过程中
解析:选B.电流表指针是否偏转,即判断是否产生感应电流,用穿过线圈的磁通量是否变化来判断是否产生感应电流.A、C、D都能使穿过线圈的磁通量变化而产生感应电流,故A、C、D错误,答案选B.
4.下图中小线圈与滑动变阻器、电源组成电路,而大线圈则与电流表组成闭合电路,下列选项中不能使电流表指针偏转情形的是( )
A.闭合电键后将小线圈插入大线圈的过程中
B.小线圈放在大线圈中,闭合电键后将小线圈拔出来的过程中
C.小线圈放在大线圈中不动
D.小线圈放在大线圈中不动,电键闭合,移动变阻器的滑片时
解析:选C.当小线圈放在大线圈中不动时,穿过大线圈的磁通量未发生变化,故不会产生感应电流,电流表指针不发生偏转,而其它选项操作均产生感应电流,故答案选C.
5.在闭合铁芯上绕有一组线圈,线圈与滑动变阻器、电池构成电路,假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内,a、b、c三个闭合金属圆环,位置如图所示,当滑动变阻器滑动触头左右滑动时,能产生感应电流的圆环是( )
A.a、b两环 B.b、c两环
C.a、c两环 D.a、b、c三个环
解析:选A.滑动触头左右滑动时,引起电路中电流变化,从而引起闭合铁芯中的磁通量变化,a、b两圆环中的磁通量必然随之变化,引起感应电流的产生;而c环中有两股铁芯同时穿过,穿入和穿出的磁通量始终相等,合磁通为零,所以c中不能产生感应电流.
6.弹簧上端固定,下端挂一只条形磁铁,使磁铁上下做简谐运动.若在振动过程中让线圈靠近磁铁,如右图所示,观察磁铁的振幅,将会发现( )
A.S闭合时振幅逐渐减小,S断开时振幅不变
B.S闭合时振幅逐渐增大,S断开时振幅不变
C.S闭合或断开时,振幅的变化相同
D.S闭合或断开时,振幅不会改变
解析:选A.S闭合时,由于线圈中磁通量发生变化,在线圈中有感应电流产生,磁铁的机械能逐渐转化为线圈的电能,最终转化为内能,所以磁铁做简谐运动振幅逐渐减小,S断开时,线圈中无感应电流产生,故振幅不变,选项A正确.
7.磁带录音机既可用作录音,也可用作放音,其主要部件为可匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b,如图所示,不论是录音还是放音过程,磁带或磁隙软铁都会产生磁化现象.下面对于它们的录音、放音过程中主要工作原理的说法,正确的是( )
A.放音的主要原理是电磁感应,录音的主要原理是电流的磁效应
B.录音的主要原理是电磁感应,放音的主要原理是电流的磁效应
C.放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用
D.录音和放音的主要原理都是电磁感应
解析:选A.放音的主要原理是利用磁头处的磁带的磁信号的变化,使磁场发生变化导致磁通量的变化产生电磁感应现象,录音的主要原理是电流的磁效应,所以只有A对.
二、双项选择题
8.如图所示,竖直放置的长直导线通有图示方向的恒定电流I,有一闭合矩形金属框abcd与导线在同一平面内,在下列情况中,能在线框中产生感应电流的是( )
A.线框向下平动
B.线框向右平动
C.线框以ad为轴转动
D.线框以直导线为轴转动
解析:选BC.闭合线框abcd若平行于导线向下平动,穿过线框的磁通量不变,不能产生感应电流,故A错;线框若垂直于导线向右平动,远离导线,则线框中的磁感应强度减小,穿过线框的磁通量减小,故B对;线框在图示位置磁通量最大,若线框以ad为轴转动,则磁通量变小,故C对;若线框以导线为轴转动,在任何情况下磁感线与线框所在平面均垂直,磁通量不变,故D错.所以本题正确选项为B、C.
9.如图所示,线圈abcd横穿过磁场区域B时,在以下所指的哪种情况下,线圈中有感应电流产生( )
A.线圈进入磁场的过程中
B.整个线圈都在磁场中平动
C.线圈离开磁场的过程中
D.线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a点旋转
解析:选AC.线圈在进入磁场的过程中和离开磁场的过程中磁通量变化,有感应电流,所以A、C对.线圈整个都在磁场中平动时,磁通量不变,没有感应电流,所以B错.线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a点旋转,在旋转的过程中穿过线圈的磁通量不会变化,所以不产生感应电流,D错.
10.下图中能产生感应电流的是( )
解析:选BC.A运动过程中磁通量不变化,D在运动的过程中穿过线圈的磁通量始终是零,所以B、C正确.
三、非选择题
11.如图所示,线框与通电直导线均位于水平面内,当线框abcd由实线位置在水平面内向右平动,逐渐移动到虚线位置,穿过线框的磁通量如何变化?
解析:直线电流I产生的磁场的磁感线的形状是以导线上的点为圆心的在竖直平面的一组组同心圆.在电流I的右边磁感线的方向垂直水平面向内;在电流I的左边磁感线的方向垂直水平面向外.磁感线的疏密分布是越靠近导线,磁感线越密;离导线越远,磁感线越稀疏.
线框的水平平动,可分为三个阶段:第一阶段:从实线位置开始至bc边到达直导线的位置,穿过线框的磁通量逐渐增大.第二阶段从bc边抵达直导线处开始至ad边到达直导线为止,由于向外的磁感线逐渐减少,向内的磁感线逐渐增多,所以穿过线框的总磁通量先减小(当ab、dc两边中点连线与直导线重合时,磁通量为零)后增大.第三阶段从ad边离开直导线向右运动开始至线框抵达虚线位置为止,穿过线框的磁通量逐渐减小.
答案:增大→减小→增大→减小
12.右图所示是磁悬浮的原理,图中A是圆柱形磁铁,B是用高温超导材料制成的超导圆环,将超导圆环水平放在磁铁A的上方,它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁的上方.(1)试分析说明产生磁悬浮现象的原因.
(2)分析磁悬浮列车能达到高速的原因.
解析:(1)线圈B向前运动时,磁通量发生变化,B中产生感应电流.由于B为超导线圈,电阻极小,故电流极大且几乎不会减小,它受到向上的安培力与重力平衡而处于悬浮状态.
(2)由于悬浮而受阻力极小,列车可达很高速度.
答案:见解析
1.(单选)理想变压器在正常工作时,原、副线圈中不相同的物理量是( )
A.每匝线圈中磁通量的变化率
B.交变电流的频率
C.原线圈的输入功率,副线圈的输出功率
D.原、副线圈中的感应电动势
答案:D
2.(单选)如图所示的四种情况,可以将电压升高供给电灯的变压器是( )
解析:选D.变压器原、副线圈中通过的是交变电流,所以选项A、C错误.要想使电压升高,则副线圈匝数要比原线圈匝数多,所以选项B错误,选项D正确.
3.(单选)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=4∶1,原线圈两端连接光滑导轨,副线圈与电阻R相连组成闭合回路,当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时,电流表A1的读数是12 mA,那么电流表A2的读数为( )
A.0 B.3 mA
C.48 mA D.与R值大小有关
解析:选A.直导线AB匀速向右做切割磁感线运动时,产生稳定的电流,所以穿过副线圈的磁通量不发生变化,所以A2中无示数.
4.(双选)如图所示,有一理想变压器,副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略,其余输电线电阻可不计,原线圈电压U不变,则当开关S闭合时( )
A.交流电压表V1和V2示数都减小
B.电压表示数只有V2减小
C.交流电流表A1、A2、A3的示数都变大
D.电流表示数只有A3变小
解析:选BD.因为U不变,原、副线圈的匝数比不变,故副线圈电压不变,V1示数不变.
S闭合后,副线圈电路中总电阻减小,A2示数增大.
由于A2示数增大,A1示数一定增大.
由A2示数增大,ab、cd电阻一定,故V2示数减小,A3示数减小.
5.ABS系统是如何防止车轮被制动系统装置抱死的?
答案:ABS系统由轮速传感器,电子控制模块和电磁阀三部分组成.轮速传感器中铁质齿轮P与车轮同步转动.不断地接近和离开磁铁,使电流检测器D中产生一定频率的交变电流,传入电子控制模块中转换为与车轮转速有关的信息,并向电磁阀发出指令,电磁阀根据指令调节制动器产生合理的制动力.
一、单项选择题
1.变压器原线圈为1400匝,副线圈为700匝,并接有电阻R,当变压器工作时原、副线圈中( )
A.电流频率之比为2∶1
B.功率之比为2∶1
C.电流之比为2∶1
D.电压之比为2∶1
解析:选D.变压器在工作的时候,原、副线圈中的频率和功率都相等,A、B错.电压与匝数成正比,电流成反比,C错,D对.
2.一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中,下列物理量不一定相等的是( )
A.交变电流的频率 B.电流的大小
C.电功率 D.磁通量的变化率
解析:选B.根据变压器的工作原理,交流电的频率、磁通量的变化率、电功率都相等,只有B符合题意.
3.如图所示是“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验装置,下列说法中正确的是( )
A.与灯泡连接的线圈叫原线圈
B.测量变压器输出电压要用直流电压表
C.若只增加副线圈的匝数,变压器的输出电压变大
D.若只增加副线圈的匝数,变压器的输出电压变小
解析:选C.电路中与灯泡相连的线圈是副线圈,故选项A错误.因为变压器原、副线圈中通过的是交变电流,所以测量变压器输出电压时要用交流电压表,故选项B错误.由变压器变压比公式=可知,在原线圈匝数不变的情况下,增加副线圈的匝数,变压器的输出电压变大,减少副线圈的匝数,变压器的输出电压变小,故选项C正确,选项D错误.
4.如图所示为一与交流电相连接的理想变压器,原线圈中电流为I1,副线圈中电流为I2,当副线圈中负载电阻R变小时( )
A.I2变小,I1变小 B.I2变小,I1增大
C.I2增大,I1增大 D.I2增大,I1变小
解析:选C.由于其他条件不变,在副线圈中的电阻变小时,副线圈中的电流I2变大,由于P1=P2,则电流I也变大,所以C对.
5.一台理想变压器,它的初级线圈输入电压的最大值为200 V,次级线圈接一个阻值为R的电阻,消耗电功率为P,而该电阻直接接在电动势为20 V的内阻为零的直流电源上消耗电功率为2P,则变压器原副线圈匝数之比应为( )
A.20∶1 B.14∶1
C.10∶1 D.1∶10
解析:选C.根据题意当电阻消耗电功率为P时直流电压为U,则变压器次级线圈电压的最大值应为20 V,而初级的最大值是200 V,变压器原副线圈匝数比为10∶1,选项C正确.
6.如图所示,与理想变压器相连的4只灯泡相同,变压器原、副线圈的匝数比为3∶1,接在副线圈上的3只灯泡正常发光.则对于串联在原线圈上的灯泡A( )
A.比正常发光时的亮度更大
B.也能正常发光
C.比正常发光时的亮度更暗
D.无法判断其亮度情况
解析:选B.灯泡A的亮度如何,主要看灯泡A的功率多大,在本题中就是看通过灯泡A的电流如何.设每只灯的额定电流为I0,因并联在副线圈两端的三只灯泡正常发光,所以副线圈中的电流I2=3I0.由=得原线圈的电流I1=I2=I0,恰为灯泡A的额定电流,因此灯泡A也正常发光.
7.一台理想降压变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流.已知两个线圈的匝数比为40∶1,则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是( )
A.5 A,250 V,50 kW
B.5 A,10 kV,50 kW
C.200 A,250 V,50 kW
D.200 A,10 kV,2×103 kW
解析:选A.由=得I1=I2=×200 A=5 A;由=得U2== V=250 V;由理想变压器功率关系得P入=P出=U1I1=U2I2=200×250 W=50 kW.故选项A正确.
二、双项选择题
8.下列关于理想变压器的说法,正确的是( )
A.输入功率等于输出功率
B.输送的电能经变压器先转化为磁场能,再转化为电能
C.输送的电能经变压器先转化为电场能,再转化为电能
D.输送的电能经变压器的铁芯直接传输出去
解析:选AB.从能量的转化来看,由于过程中有电磁感应现象出现,所以会存在“磁生电”的过程,这里的“磁”是指原线圈中产生的变化磁场,这样在副线圈中就产生了电磁感应现象,从而副线圈可以产生电能.所以A、B正确.
9.如图所示,利用一理想变压器给一个电灯供电,在其他条件不变时,若增加副线圈的匝数,则( )
A.灯亮度减小 B.电流表示数增大
C.电压表示数增大 D.变压器的输入功率不变
解析:选BC.若增加副线圈的匝数,次级电压升高,电压表的读数增大,电灯的亮度增加,输出电流增加,输入电流也随输出电流的增大而增大,所以A错,B、C对.变压器的输出功率增加,D错.
三、非选择题
10.如图所示的理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接一个标有“12 V,100 W”的灯泡,已知变压器初、次级线圈的匝数比为18∶1,那么小灯泡正常工作时,图中电压表的读数为________ V,电流表的读数为________ A.
解析:由公式=得U1=U2=18×12 V=216 V,
由公式=得I1=I2=× A=0.46 A.
答案:216 0.46
11.为了安全,机床上照明电灯用的电压是36 V,这个电压是把220 V的电压降压后得到的.如果变压器的原线圈是1140匝,则副线圈是多少匝?用这台变压器给40 W的电灯供电,原、副线圈中的电流各是多大?
解析:由=得,
n2=n1==187匝.
副线圈电流I2==1.1 A
又因为U1I1=U2I2,所以I1===0.18 A.
答案:187匝 0.18 A 1.1 A
12.一理想变压器的原、副线圈匝数之比为2∶1,把它接在220 V的交流电源上.现有一个阻值为55 Ω的电阻器,允许通过的最大电流为3 A,能不能把它接在这个变压器的副线圈的两端?
解析:由=得
U2== V=110 V,I== A=2 A<3 A,
所以能把它接在副线圈的两端.
答案:能
1.(单选)在电磁感应现象中,下列说法正确的是( )
A.穿过线圈的磁通量为零时,感应电动势也一定为零
B.穿过线圈的磁通量均匀变化时,感应电动势也均匀变化
C.穿过线圈的磁通量越大,产生的感应电动势也越大
D.穿过线圈的磁通量变化越快,产生的感应电动势越大
答案:D
2.闭合矩形线圈不动,磁体在线圈中转动,如果磁体转动的速度不同,线圈中的感应电动势大小( )
A.相同 B.不相同
C.不能确定 D.与转动方向有关
解析:选B.磁体转动,相当于磁体不动,线圈转动,可看出感应电动势与转动速度有关.
3.(单选)将一磁铁缓慢或迅速地插到闭合线圈中的同一位置,比较两次插入中,不发生变化的物理量是( )
A.磁通量的变化率 B.磁通量的变化量
C.感应电动势的大小 D.流过导体的电流
答案:B
4.(双选)如图所示,让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2,下列说法中正确的是( )
A.在线圈进入匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,而且进入时的速度越大,感应电流越大
B.整个线圈在匀强磁场中匀速运动时,线圈中有感应电流,而且电流是恒定的
C.整个线圈在匀强磁场中加速运动时,线圈中有感应电流,而且电流越来越大
D.在线圈穿出匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,而且穿出时的速度越大,感应电流越大
解析:选AD.线圈在进入和穿出磁场中,线圈中有感应电流,且运动速度越大,磁通量变化越快,产生的感应电流越大.当线圈全部进入磁场后,不管线圈做什么运动,穿过线圈的磁通量始终不变,没有感应电流.
5.一个学生用下图所示的电路定性验证法拉第电磁感应定律,他的主要实验步骤如下:
A.把蓄电池、开关和线圈A串联成一个电路
B.接通电路,给线圈A通电,把线圈A插入线圈B中,停一会儿再取出来,在线圈A插入和取出过程中,以及停止运动时,观察电流表的指针有无偏转,并记下指针偏转的大小
C.把电流表和线圈B串联成另一个电路
D.在线圈A中插入软铁,按步骤B重做实验,观察电流表的指针有无偏转和偏转角度
E.将线圈A快插和慢插时,观察电流表指针的摆动情况.
请按正确的实验顺序将实验步骤排序________.从实验中可得出________________________________________________________________________.
答案:ACBDE 磁通量变化得越快,电流表指针摆动的幅度越大,说明感应电动势越大
一、单项选择题
1.(2012·广东珠海质检)处在磁场中的一闭合线圈,若没有产生感应电流,则可以判定( )
A.线圈没有在磁场中运动
B.线圈没有做切割磁感线运动
C.磁场没有发生变化
D.穿过线圈的磁通量没有发生变化
解析:选D.要产生电磁感应现象,磁通量必须发生变化,D正确.
2.决定闭合电路中感应电动势大小的因素是( )
A.磁通量 B.磁感应强度
C.磁通量的变化率 D.磁通量的变化量
解析:选C.由E=知感应电动势的大小取决于,即磁通量的变化率.
3.法拉第电磁感应定律可以这样表达:闭合电路中感应电动势的大小( )
A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比
B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比
C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比
D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比
解析:选C.由法拉第电磁感应定律知,感应电动势与磁通量的变化率成正比,与磁通量的变化量、磁通量、磁感应强度的大小没有关系.所以只有C对.
4.如图所示,将条形磁铁从相同的高度分别以速度v和2v插入线圈,电流表指针偏转角度较大的是( )
A.以速度v插入 B.以速度2v插入
C.一样大 D.无法确定
解析:选B.磁铁从相同的高度插入,速度越大,磁通量的变化越快,产生的感应电动势越大,电流表的偏转角就越大.
5.一个闭合电路产生的感应电动势较大,是因为穿过这个闭合电路的( )
A.磁感应强度大 B.磁通量较大
C.磁通量的变化量较大 D.磁通量的变化较快
解析:选D.由法拉第电磁感应定律知,感应电动势与磁通量的变化率(磁通量变化快慢)成正比,与磁通量的变化量、磁通量、磁感应强度无关.
6.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地增加6 Wb,则( )
A.线圈中感应电动势每秒钟增加6 V
B.线圈中感应电动势每秒钟减少6 V
C.线圈中感应电动势保持不变
D.线圈中无感应电动势
解析:选C.由E=n 知,磁通量均匀变化,产生的感应电动势恒定,为6 V.
7.如图所示,电流表与螺线管组成闭合电路.以下关于电流表指针偏转情况的叙述中正确的是( )
A.磁铁快速插入螺线管时比慢速插入螺线管时电流表指针偏转大
B.磁铁快速插入螺线管和慢速插入螺线管,磁通量变化相同,故电流表指针偏转相同
C.磁铁放在螺线管中不动时螺线管中的磁通量最大,所以电流表指针偏转最大
D.将磁铁从螺线管中拉出时,磁通量减小,所以电流表指针偏转一定减小
解析:选A.电流表的指针的偏转角度是由螺线管产生的感应电动势的大小决定,而感应电动势的大小决定于磁通量的变化率,所以A正确.
二、双项选择题
8.当线圈中的磁通量发生变化时,则( )
A.线圈中一定有感应电流
B.线圈中一定有感应电动势
C.感应电动势的大小与线圈的电阻无关
D.磁通量变化越大,产生的感应电动势越大
答案:BC
9.如图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流.各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示正确的是( )
解析:选CD.根据楞次定律可确定感应电流的方向:以C选项为例,当磁铁向下运动时:(1)闭合线圈原磁场的方向——向上;(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加;(3)感应电流产生的磁场方向——向下;(4)利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相同.线圈的上端为S极,磁铁与线圈相互排斥,选项C正确.同理可知,选项A、B错误选项D正确.
10.在右图中,放在只有右边有边界的匀强磁场内的矩形线圈,其转动轴OO′恰好在磁场边界上.若要线圈中产生感应电流,下列方法中可行的是( )
A.线圈绕OO′轴转动
B.线圈绕ab边转动
C.线圈绕ac边转动但不让bd边进入磁场
D.线圈向上平移
解析:选AB.在线圈绕OO′轴转动和线圈绕ab边转动时,穿过线圈的磁通量都发生变化,从而产生感应电流,所以A、B都正确.线圈绕ac边转动但不让bd边进入磁场,穿过线圈的磁通量不发生变化,线圈向上平移,磁通量也不变化,所以,C、D错.
三、非选择题
11.实验中换用匝数不同的线圈,在其他条件不变的情况下,实验现象是否相同?
答案:不同.如果换用匝数更多的线圈,发现电流表的指针的偏角更大,这说明产生的感应电动势的大小和线圈的匝数有关.
12.在如图所示的实验中,将A线圈插入B线圈不动,将开关断开和移动滑动变阻器的阻值相比,电流表的指针摆角更大,也就是产生了更大的感应电流,试分析其原因.
答案:将开关断开与移动滑动变阻器的阻值相比,线圈A中的电流变化更快,线圈A中的电流产生的磁场变化也更快,根据法拉第电磁感应定律,B线圈中将会产生更大的感应电动势,与B线圈构成回路的电流表将有更大的感应电流.
1.(双选)下列关于电磁场理论的说法,正确的有( )
A.电场会产生磁场
B.磁场会产生电场
C.周期性变化的电场产生周期性变化的磁场
D.周期性变化的磁场产生周期性变化的电场
解析:选CD.本题是有关电磁场理论的概念题,要解决本题,关键在于理解电磁场理论的内容,尤其是“变化”两字.电磁场理论的内容:变化的电场(磁场)产生磁场(电场),所以只有CD选项正确.
2.(双选)下列关于电磁波的叙述中,正确的是( )
A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B.电磁波在任何介质中的传播速度都为3×108 m/s
C.电磁波由真空进入介质传播时,波长变长
D.电磁波具有能量,电磁波的传播是伴随着能量向外传递的
解析:选AD.电磁波是周期性变化的电磁场由发生区域向远处的传播,A对;在真空中的传播速度为3×108 m/s,B错;电磁波在传播过程中频率f不变,由波速公式v=λf,由于电磁波在介质中传播速度变小,所以波长变短,C错;电磁波可以使电荷移动,说明电磁波具有能量,电磁波传播的过程,也就是能量的传播过程,所以D正确.
3.(单选)某电路中电场随时间变化的图象如图所示,能发射电磁波的电场是( )
解析:选D.A是稳定的电场不产生磁场,所以不产生电磁波;B、C的电场都是均匀变化的,会产生稳定的磁场,而稳定的磁场不会产生电场,所以不会产生电磁波;D是振荡的电场,会产生振荡的磁场,电场和磁场交替产生,在空间传播,就能形成电磁波.
4.(单选)如图乙所示的四种磁场变化情况,能产生如图甲中电场的是( )
甲
乙
答案:B
5.试阐述电磁场的物质性.
答案:能量以及与其他物质相互作用的属性,都是物质的性质.电磁场可以使电荷移动,也就是可以对外做功,说明电磁场具有能量,电磁场与其他物质相互作用后,能够发生反射、折射等现象,表明电磁场具有与其他物质相互作用的属性.光具有光能,列别捷夫证明了光压的存在,赫兹验证了光是电磁波,更进一步证明了电磁场的物质性.电磁波的传播不需要介质,电磁波可以在真空中传播.
一、单项选择题
1.在空间某处存在一个变化的磁场,下列说法中不正确的是( )
A.在变化的磁场周围一定能产生电场
B.在磁场中放一个闭合线圈,线圈里一定有感应电流
C.在磁场中放一个闭合线圈,线圈里不一定有感应电流
D.变化的磁场周围产生电场,跟闭合线圈的存在与否无关
解析:选B.变化的磁场周围产生电场,A对.在磁场中放置一个闭合线圈,如果穿过线圈的磁通量没有变化,则不会产生感应电动势,也就不会有感应电流,B错、C对.变化的磁场周围一定产生电场,与是否存在线圈无关,D对.
2.电磁波从真空进入介质后,发生变化的物理量有( )
A.波长和频率
B.波速和频率
C.波长和波速
D.波速和传播方式(横波或纵波)
答案:C
3.真空中的电磁波都具有相同的( )
A.频率 B.波长
C.波速 D.能量
答案:C
4.我国的卫星通信技术拥有自主知识产权,在世界上处于领先地位.在北京发射的信号通过通信卫星可以转到上海被接收.实现这种信号传递的是( )
A.超声波 B.次声波
C.声波 D.电磁波
解析:选D.卫星通信应用的是电磁波,不是声波,所以只有D对.
5.(2012·苏州中学高二期中)下列关于电磁波的说法,错误的是( )
A.电磁波可以在真空中传播
B.电磁波不能在空气中传播
C.麦克斯韦第一次预言了电磁波的存在
D.赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在
解析:选B.电磁波可以在真空中传播,电磁波是麦克斯韦预言的,赫兹证实了其存在.
6.电磁波和机械波相比,以下说法中不正确的是( )
A.电磁波可以在真空中传播
B.机械波可以在真空中传播
C.机械波可以传递能量
D.电磁波可以离开波源继续传播
解析:选B.电磁波的传播不需要介质,而机械波的传播需要介质,所以A对B错.机械波和电磁波都可以传递能量,机械波传递机械能,电磁波传递电磁能,C对.电磁波可以离开波源继续传播,D对.
7.关于电磁场和电磁波,下列叙述中不正确的是( )
A.均匀变化的电场在它周围空间产生稳定的磁场
B.电磁波和机械波一样依赖于介质传播
C.电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直,且与波的传播方向垂直
D.只要空间某个区域有振荡的电场或磁场,就能产生电磁波
解析:选B.均匀变化的电场和恒定电流一样,只能产生不变的磁场,所以A是正确的.电磁波是电磁场自身的运动过程,它本身就是物质,不需介质传播;振荡的电场和振荡的磁场总是交替产生,且能由发生的区域向周围空间传播,产生电磁波,选项B错,D正确.理论分析和实验都证明电磁波是横波,电磁场中的E、B矢量跟波的传播方向是互相垂直的,C正确.
8.一束持续电子流在电场力作用下做匀加速直线运动,则在其周围空间( )
A.产生稳定的磁场
B.产生变化的磁场
C.所产生的磁场又可产生电场
D.产生的磁场和电场形成电磁波
解析:选A.因为持续的电子流被加速,虽然速度在增大,但形成的电流是不变的,所以产生了稳定的磁场,稳定的磁场不能产生电场,故A对,B、C、D错.
二、双项选择题
9.如图所示,有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管,半径为R,有一带正电的粒子静止在管内,整个装置处于竖直向上的磁场中.要使带电粒子能沿管做圆周运动,所加的磁场可能是( )
A.匀强磁场
B.均匀增加的磁场
C.均匀减小的磁场
D.由于洛伦兹力不做功,不管加什么样的磁场都不能使带电粒子绕着管运动
解析:选BC.磁场对静止的电荷不产生力的作用,但当磁场变化时可产生电场,电场对带电粒子产生电场力作用,带电粒子在电场力作用下可以产生加速度.
10.(2012·启东中学高二期末)下列说法中正确的是( )
A.电磁波不能在真空中传播
B.无线电通信是利用电磁波传输信号的
C.电磁波在真空中的传播速度与频率无关
D.无线电广播与无线电视传播信号的原理毫无相似之处
解析:选BC.电磁波能在真空中传播,故A错.并且传播速率与频率无关,C对.无线电通信、广播、无线电视都是靠电磁波传播的,B对,D错.
三、非选择题
11.有一种“隐形飞机”,可以有效避开雷达的探测,秘密之一在于它的表面有一层特殊材料,这种材料能够________(填“增强”或“减弱”)对电磁波的吸收作用,秘密之二在于它的表面制成特殊形状,这种形状能够________(填“增强”或“减弱”)电磁波反射回雷达设备.
解析:题目介绍了电磁波在军事上的用途.电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射,雷达就是利用电磁波的这个特性工作的.要有效避开雷达的探测,就要设法减弱电磁波的反射.据此即可确定答案.
答案:增强 减弱
12.打开收音机的开关,将旋钮调到没有电位的位置,并将音量开大.取一节旧的干电池和一根导线,靠近收音机,将导线的一端与电池的一极相连,再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触,会听到收音机发出“咔咔”声,这一现象验证了________的存在.现将收音机放入玻璃罩中,用抽气机抽去罩中的空气,重复以上实验,却发现听不到收音机发出的“咔咔”声.试分析:
(1)收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是什么?
(2)谢老师在一次乘坐镇江商业城的电梯时,发现性能完好的手机接收不到信号,请问这是什么原因?
解析:本题用生活中一些常见的事物证明了电磁波的存在,探究了电磁波的屏蔽现象给生活带来了哪些影响.
答案:电磁波 (1)声音不能在真空中传播
(2)电梯对电磁波有屏蔽作用
(时间:90分钟,满分:100分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)
1.下列说法正确的是( )
A.人体的安全电压等于36 V
B.不接触高、低压线路,就不会触电
C.小鸟停在高压电线上不会触电死亡,是因为小鸟儿的脚是绝缘的
D.触电时有电流流过人体,但是有电流流过人体并不都会发生触电事故
答案:D
2.夏季使用空调机时,从环保的角度看,应将温度设置在( )
A.17 ℃~20 ℃ B.18 ℃~20 ℃
C.20 ℃~24 ℃ D.25 ℃~27 ℃
答案:D
3.关于家庭电路,下列说法中正确的是( )
A.我国家庭电路采用的是电压为220 V的交变电流
B.洗衣机、电冰箱等家用电器使用三孔插座,是为了节约用电
C.在家庭电路中,用电器一般是串联连接
D.保险丝是为了防止电路发生断路
解析:选A.家用电器使用三孔插座是为了使电器外壳接地,避免发生触电事故;用电器一般是并联连接;保险丝是为了防止电路发生短路时电流过大发生危险.
4.
如图所示,一只玩具电动机用一节干电池供电,闭合开关S后发现电动机转速较慢.经检测,电动机性能完好;用电压表测a与b间电压,只有0.6 V;断开开关S,测得a与b间电压接近1.5 V,电动机转速较慢的原因可能是( )
A.开关S接触不良
B.电动机两端接线接触不良
C.电动机两端接线短路
D.电池过旧,内阻过大
解析:选D.电动机只是转速较慢,则输出功率偏小,线路必定是完好的,故A、C两项排除;B项导致结果应是电动机时转时停,亦不符.
5.
如图所示,开关S闭合且达到稳定时,小灯泡能正常发光,则( )
A.当开关S闭合瞬间,小灯泡将慢慢变亮
B.当开关S闭合瞬间,小灯泡立即变亮
C.当开关S断开瞬间,小灯泡慢慢熄灭
D.当开关S断开瞬间,小灯泡先闪亮一下,再慢慢熄灭
解析:选A.当开关闭合时,电感阻碍电流的增大,灯慢慢变亮;当开关断开后,电路断开,灯立即熄灭.
6.吉他以其独特的魅力吸引了众多音乐爱好者,电吉他与普通吉他不同的地方是它的每一根琴弦下面安装了一种叫做“拾音器”的装置,能将琴弦的振动转化为电信号,电信号经扩音器放大,再经过扬声器就能播出优美音乐声.上图是拾音器的结构示意图,多匝线圈置于永久磁铁与钢制的琴弦(电吉他不能使用尼龙弦)之间,当弦沿着线圈做往复运动时,线圈中就会产生感应电流.关于感应电流,以下说法正确的是( )
A.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流是恒定的
B.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小变化,方向不变
C.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小不变,方向变化
D.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小、方向均变化
答案:D
7.台式收音机、录音机都用电网中的交流电代替电池供电,以下是机内的“整流电路”,如图所示,则以下说法不正确的是( )
A.电流经整流后仍有一部分交流成分
B.电容器的作用是通过整流后的交流成分
C.收录机工作电路中的电流是交流电
D.收录机工作电路中的电流是直流电
答案:C
8.如图所示为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图.其工作原理类似打点计时器.当电流从电磁铁的接线柱a流入,吸引小磁铁向下运动时,以下选项中正确的是( )
A.电磁铁的上端为N极,小磁铁的下端为N极
B.电磁铁的上端为S极,小磁铁的下端为S极
C.电磁铁的上端为N极,小磁铁的下端为S极
D.电磁铁的上端为S极,小磁铁的下端为N极
解析:选D.当电流从a端流向电磁铁时,据右手螺旋定则,得出电磁铁的上端为S极,此时能吸引小磁铁向下运动,故说明小磁铁的下端为N极.
二、双项选择题(本题共2小题,每小题6分,共12分.在每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求,全选对得6分,只选一个且正确得3分,有选错或不答的得0分)
9.使用电磁炉,适用的锅类或容器有( )
A.不锈钢平底锅 B.上弧形铁锅
C.下弧形钢锅 D.平底铸铁炒锅
答案:AD
10.关于动圈式扬声器和动圈式话筒,下列说法正确的是( )
A.动圈式扬声器可以当动圈式话筒使用
B.二者结构相似
C.动圈式扬声器的原理是电磁感应
D.动圈式话筒的原理是电流在磁场中受力
答案:AB
三、非选择题(本题共6小题,共56分.把答案填在题中横线上或按要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
11.(8分)小红同学在家里开着空调看电视,当妈妈把电饭锅插头插进插座时,家里的自动空气开关“跳闸”了,则“跳闸”的原因可能是电饭锅插头内部________,也可能是电路中用电器总功率________.
解析:“跳闸”的原因主要是由于电路中电流足够大,造成电流大的原因是由于电路中用电器的总功率太大或者由于短路造成工作电流太大.
答案:短路 过大
12.
(8分)如图所示,把电阻、电感器、电容器并联接到某一交流电源上,三个电流表的示数相同,若保持电源电压不变,而将频率加大,则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系怎样?
解析:在交流电路中,当频率增加时,容抗减小,感抗增大,而电阻是与频率无关的,在电路中电源的电动势最大值不变,所以当频率增加时,A1读数不变,A2读数变小,A3读数变大.
答案:I3>I1>I2
13.(8分)如图所示是电饭煲的电路图,S1是一个控温开关,手动闭合后,当此开关温度达到居里点(103 ℃)时,会自动断开.S2是一个自动控温开关,当温度低于70 ℃时,会自动闭合;温度高于80 ℃时,会自动断开.红灯是加热时的指示灯,黄灯是保温时的指示灯.自动接通,R1和R2为限流电阻,阻值比R3大很多,试说明电饭煲的工作原理.
解析:电饭煲盛上食物后,接上电源,S2自动闭合,同时手动闭合S1,这时黄灯短路,红灯亮,电饭煲处于加热状态.加热到80 ℃时,S2自动断开,S1仍闭合.温度升高到居里点103 ℃时,开关S1自动断开,这时饭已煮熟,黄灯亮,电饭煲处于保温状态.
由于散热,待温度降至70 ℃时,S2自动闭合,电饭煲重新加热,温度达到80 ℃时,S2又自动断开,再次处于保温状态.
答案:见解析
14.(10分)小明家的电能表允许通过的最大电流是10 A,他家有4个标有“220 V,60 W”的灯泡,1个标有“220 V,1000 W”的热水器,1台制冷时功率为140 W的电冰箱和1台功率为80 W的电视机.请你通过计算判断:小明家的这些用电器可以同时使用吗?
解析:当所有用电器都使用时,电路中最大的电流为
I=4× A+ A+ A+ A≈6.64 A<10 A,(8分)
故可以同时使用.(2分)
答案:见解析
15.(10分)如图所示的是一种触电保护器,变压器A处用双股相线(火线)和零线平行绕制成线圈,然后接到用电器上,B处有一个输出线圈,一旦有电流,经放大后便能立即推动继电器J切断电源,下列情况下能起保护作用的是哪一种?说明理由.
(1)双手分别接触火线和零线,能否切断电源?
(2)单手接触相线,脚与地相接触而触电,能否切断电源?
解析:(1)不能.因A处线圈是采用的双绕法,当双手分别接触火线和零线时,相当于增加开灯的盏数只会使电路中电流增大,但A中两线中电流始终大小相等方向相反,磁通量相互抵消,B中磁通量不发生改变,故不能推动J切断电源.(5分)
(2)能.因为有电流通过人体而流入地下,使A中电流发生改变,B中磁通量发生改变,B中产生感应电流,从而推动J切断电源.(5分)
答案:见解析
16.(12分)当李老师最后离开计算机房要去关闭总电闸时,发现电能表(如图所示)的转盘仍在缓慢地转动.他用手表粗略地估测了一下,1 min转盘转动了5圈.经检查发现,原来机房内还有20台电脑显示器处于待机状态.请你算算1台电脑显示器的待机功率约为多大?并就此问题联系实际谈谈在日常生活中如何节约用电?
解析:待机功率P== kW=5 W,(8分)
节约用电要从小事做起,如平时不使用电视时,最好要关闭电源,不要使其处于待机状态.(4分)
答案:见解析
1.常用的洗衣机分为________式和________式两种,________式体积小,耗电量小,但衣物磨损率高;________式容量大,耗电量大,但衣物磨损率小.
答案:波轮 滚筒 波轮 滚筒
2.微波炉主要由________、________、________以及________等组成,磁控管能产生高功率的________,炉腔是用________的金属导体制造的.
答案:磁控管 炉腔 电源 控制系统 微波 反射微波
3.对于电冰箱的技术参数中,首位字母B表示________,次位的字母组合代表类型,C表示________,D表示________,CD则表示________,“-”后的数字代表有效容积;数字后首位字母代表________,直冷式不标注,间冷式无霜标注________;最后一位字母代表改进设计序号.
答案:电冰箱 冷藏 冷冻 冷藏及冷冻 冷却方式 W
4.下图是一块手机电池的标签.你从标签中可以了解关于电池的哪些信息?
解析:可以了解到这是锂离子充电电池,充电电压为4.2 V,工作电压是3.7 V,电池容量为550 mAh,即Q=It=0.55 A×3600 s=1980 C.另外,可以了解到使用此电池的一些注意事项.
答案:见解析
5.下表是某型号电视机技术参数
显像管
屏幕有效尺寸(宽×高)
540 mm×405 mm
电源电压
AC 150-260 V,50/60 Hz
额定消耗功率
约120 W(AC 220 V 50 Hz)
整机尺寸
约755 mm(宽)×595 mm(高)×494 mm(厚)
求:该型号电视机每天工作2 h,一年耗电量是多少?
每kW·h电费为0.5元,每年应缴多少电费?每年按360天算.
解析:该电视机一年的耗电量为:
E=0.12 kW×2 h×360=86.4 kW·h.
每年应缴电费为86.4×0.5=43.2元.
答案:86.4 kW·h 43.2元
一、单项选择题
1.随着我国人民生活水平的不断提高,家庭中使用的电器越来越多.下列电器中主要利用电流的热效应工作的是( )
A.电风扇 B.电视机
C.洗衣机 D.电饭煲
解析:选D.电风扇和洗衣机工作时主要把电能转化为机械能,电视机主要把电能转化为光能和声能,只有电饭煲主要把电能转化为内能.
2.下列有关各种家用电器性能的判断中,正确的是( )
A.空调和电风扇都可以降低室温
B.微波炉产生的微波是很短的机械波
C.电视机和收音机都能接收电磁波
D.电冰箱的耗电量夏天与冬天一样多
解析:选C.A项错误,空调机能降低室温,电风扇的作用只能使室温升高.B项错误,微波炉产生的是高频电磁波,不是机械波.C项正确,电视机和收音机都能接收电磁波.D项错误,由于冬天和夏天的被冻食物的初温不同,所以降温程度不同,因而单位耗电量不同.
3.有一只家用电熨斗,其电路结构如图甲所示,改变内部接线方式可以使电熨斗获得低、中、高三个不同的温度挡,图乙所示是它四种不同的连线方式,其中获得低挡温度的是( )
解析:选B.由电功率P=知,在电压U相同的情况下R越大,P越小.而R1、R2串联时总电阻最大,此时电功率最小,获得的温度低.A选项电路不工作,B选项R1、R2串联,C选项只接R1,D选项R1、R2并联,故B选项正确.
4.如图所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图,它们所用的白炽灯泡相同,且都是“220 V,40 W”.当灯泡所消耗的功率都调至20 W时,哪种台灯消耗的功率最小( )
解析:选C.台灯的消耗功率是指包含灯泡和其他辅助器件的总功率.对A、B、C、D四选项分析可知:C中理想变压器功率损耗为零.电源输出的总功率(台灯消耗功率)只有灯泡的功率20 W,而其他选项中,不论滑动变阻器是分压接法还是限流接法,滑动变阻器上总有功率损耗,台灯的消耗功率都大于20 W,故C选项正确.
5.一只手机电池的背面有如图所示的一些符号,另外在手机使用说明书上对手机电池的说明中还写有“通话3小时,待机100小时”.则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为( )
A.1.8 W、5.4×10-2W
B.0.6 W、1.8×10-2W
C.3.6 W、0.108 W
D.6.48×103 W、1.94×102 W
解析:选B.电动势E=3.6 V,电荷量Q=500 mA·h,能做功W=EQ=6480 J,所以,通话功率为P1==0.6 W,待机功率为P2==1.8×10-2 W.
6.夏天空调器正常工作时,制冷状态与送风状态交替运行,一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如右图所示,此空调器运转1小时用电( )
A.1.0度 B.1.5度
C.2.0度 D.2.5度
解析:选B.由图象可知,空调在制冷和送风状态的功率不一样,且每个周期为15分钟,空调器运转1小时则有4个周期,所以空调消耗的电能W=×4 kW·h=1.5 kW·h=1.5度.
二、非选择题
7.电视机按成像原理的不同,其显示器有__________显示器、________显示器、________显示器等,________电视机容易实现大屏幕化和轻薄化.
答案:阴极射线管 液晶 等离子 等离子
8.家用电器一般包含________、________和安全部分.________是实现家电功能的核心.
答案:控制部分 工作部分 工作部分
9.额定电压是用电器________的基本条件,我国电力系统的额定电压是________,电力公司是以________的耗电量为基数来计算电费的.
答案:正常工作 220 V 1 kW·h
10.下图是电视机显像管示意图,说明图中的①、②、③、④各代表什么,它们的作用是怎样的?
解析:①、②、③、④分别代表电子枪、偏转线圈、电子束、荧光屏,电视机显像管就是由它们组成的.电子枪发射出高速运动的电子束,电子束进入偏转线圈,偏转线圈用来产生偏转磁场,以控制高速电子束的偏转方向,电子束打在荧光屏上,在荧光屏上成像.
答案:见解析
11.为何可以用微波加热食物?
解析:微波是一种高频率的电磁波,具有反射、穿透、吸收等三种特性.
反射性:微波碰到金属会反射回来,故采用经特殊处理的钢板制成内壁,根据微波炉内壁所引起的反射作用,使微波来回穿透食物,加强热效率.但炉内不得使用金属容器,否则会影响加热时间.
穿透性:微波对一般的瓷器、玻璃、耐热塑胶、木器、竹器等具有穿透作用,故可以成为微波烹调用的最佳器皿.
吸收性:各类食物可吸收微波,致使食物内的分子经过振动,摩擦而产生内能.
综上所述,可以用微波加热食物.
答案:见解析
12.电饭煲是常用的厨房电器,下表列出了某一品牌电饭煲的技术规格,阅读后回答下列问题:
(1)这两种型号的电饭煲额定电压和额定功率各是多少?
(2)人口较多的家庭适合选购哪一种?
(3)电饭煲有几种工作状态?
(4)用电饭煲煮饭和用相同功率的电炉煮同样多的饭,哪个省电?
型号
CFXB50-70B
CFXB30-50B
额定电压
220 V 50 Hz
额定功率
700 W
500 W
煮饭方式
直接加热方式
限温温度
T℃(T为当地沸点
温度,适合海拔2000 m以下)
保温温度
60~80 ℃
容量
5 L
3 L
重量
3.3 kg
2.5 kg
解析:由说明书中技术规格可知:额定电压为220 V,CFXB50-70B型额定功率为700 W,CFXB30-50B型额定功率为500 W.由于CFXB50-70B型容量较大,所以人口较多的家庭适合使用.电饭煲有加热和保温两个工作状态.电饭煲由于封闭较好,散热少,传热快,效率较高,因此煮同样多的饭消耗的电能较少,更省电.
答案:(1)额定电压为220 V,CFXB50-70B型额定功率为700 W,CFXB30-50B型额定功率为500 W.
(2)CFXB50-70B
(3)加热和保温两个工作状态
(4)电饭煲更省电
1.(单选)在家庭电路中,从进户线起连接顺序正确的是( )
A.闸刀开关、电能表、保险盒、插座
B.闸刀开关、电能表、插座、保险盒
C.电能表、闸刀开关、保险盒、插座
D.电能表、保险盒、闸刀开关、插座
解析:选C.电能表应放在所有用电器的最前端,闸刀开关应放在保险盒前端,目的是及时切断所有用电器的电源,并且能够安全地更换保险丝,插座相当于用电器,应放在最后端.
2.(单选)洗衣机、电冰箱等家用电器都使用三孔插座,是因为如果不接地( )
A.家用电器不能工作
B.家用电器的寿命会缩短
C.人接触家电电器时可能发生触电事故
D.家电电器消耗电能会增加
解析:选C.家用电器如发生漏电时,会使外壳带电,如果不接地会发生触电事故.如果接地良好,会将电荷及时导入大地,防止触电事故的发生.
3.(单选)某人安装完照明电路后,接通电源之前,把一个额定电压为220 V的灯泡作为检验灯泡,连接在原来保险丝的位置,同时将电路中所有开关都断开.用这种方法可以检查电路中是否有短路等故障,正确的电路连接方式如图所示.在接通电源后,下列说法不正确的是( )
A.若检验灯泡正常发光,表明检验灯泡后段的火线和零线之间出现了短路现象
B.若检验灯泡不亮,但将某一个用电器的开关闭合后检验灯泡正常发光,表明这个开关的两端直接连到了火线和零线上
C.若检验灯泡不亮,但将某一个电灯的开关闭合后,这个电灯和检验灯泡都发光,只是亮度不够.这表明电路中出现了短路现象
D.若无论将电路中用电器的开关断开还是闭合,检验灯泡均不亮,这表明电路中可能出现了断路现象
解析:选C.由题意可知:检验灯泡连接在原来保险丝的位置时,电路中所有开关都断开,检验灯泡正常发光,这说明其后段的火线和零线必连通形成回路,即出现了短路,否则,检验灯泡不会亮;而检验灯泡不亮,这说明检验灯泡后段的火线和零线之间未出现短路.此时,若将某一个用电器的开关闭合后,检验灯泡正常发光,这说明这个开关的两端直接连到了火线和零线上,形成回路,否则,检验灯泡不会正常发光.而将某一个电灯的开关闭合后,这个电灯和检验灯泡都发光,只是亮度不够,这说明这个电灯和检验灯泡组成串联电路,串联分压使其功率均小于额定功率,因此,电路必完好,否则,若出现了断路,则两灯均不亮.而无论将电路中用电器的开关断开还是闭合,检验灯泡均不亮,这说明电路中可能出现了断路,否则,检验灯泡会亮.综上所述,选项A、B、D正确.
4.(单选)下列生活经验正确的是( )
A.只要不接触高电压设备就是安全的
B.保险丝熔断后,可用铜丝代替保险丝
C.家用电器应串联接入家庭电路中
D.家中电器着火时应先断开电闸
解析:选D.不接触高电压设备也不一定是安全的,保险丝熔断后,不能用铜丝代替保险丝,这样会引发危险,家用电器应并联接入家庭电路中,家中电器着火时应先断开电闸,选项D正确.
5.如图所示,AO输入的信号是有直流电的交变电流.
(1)现要求信号到达BO端没有直流成分,需要在AB端接入一个什么元件?该元件的作用是什么?
(2)若要求信号到达BO端只有直流电压,而没有交流电压,则应在AB端接入一个什么元件?该元件的作用是什么?
解析:(1)因为BO端不需要直流,只需要交流,故根据电容器有“通交流、隔直流”的作用,应在AB端接入一个电容器C.该电容器对直流有阻碍作用,对交流有“通过”作用.
(2)因为BO端不需要交流,只需要直流,故根据电感器有“通直流、阻交流”的作用,应在AB端接入一个电感线圈L.该线圈对交流有阻碍作用,直流电可通过.
答案:见解析
一、单项选择题
1.一个灯泡和一个电感器相连后与一个交流电源相接,现将一块铁芯插入线圈之后,该灯泡将( )
A.变亮 B.变暗
C.对灯没影响 D.以上说法均不对
解析:选B.电感器对交流电有阻碍作用,插入铁芯之后阻碍作用明显增强,所以灯泡变暗.
2.如图所示,输入端ab的输入电压既有直流成分,又有交流成分,以下说法正确的是(L的直流电阻不为零)( )
A.直流成分只能从L经过
B.交流成分只能从R经过
C.通过R的电流既有直流成分,又有交流成分
D.以上说法均不正确
解析:选C.电阻器既能通过交流电,又能通过直流电,电感器对交流电有阻碍作用,但并不是一点交流成分也不能通过.
3.如图所示,线圈的直流电阻不计,灯泡相同若在AB、CD两端分别加上电压,则下列说法中正确的是( )
A.分别加相同的直流电压,则两灯的亮度相同
B.分别加相同的交流电压,则两灯的亮度相同
C.在B项中,增加交流电的频率,两灯的亮度有可能相同
D.无论加什么样的电压,两灯的亮度都不可能相同
答案:A
4.如图所示,交流电源与直流电源的电压相等,将双刀双掷开关接到直流电源上时,灯泡的实际功率为P1,将双刀双掷开关接在交流电源上时,灯泡的实际功率为P2,则( )
A.P1=P2 B.P1>P2
C.P1解析:选B.当把开关接到交流电源上时,由于电感器对交流电的阻碍作用,在相同的电压下电流变小,灯泡变暗,反映到实际功率上应该变小,所以B选项正确.
5.某居民家中的电路如图所示,开始时各部分工作正常,将电饭煲的插头插入三孔插座后,正在烧水的电热壶突然不能工作,但电灯仍正常发光.拔出电饭煲的插头,把测电笔插入插座的左右插孔,氖管均能发光,则( )
A.仅电热壶所在的C、B两点之间发生了断路的故障
B.仅电热壶所在的C、B两点之间发生了短路的故障
C.仅导线AB断路
D.因为插座用导线接地,所以发生了上述故障
解析:选C.因为照明电路中用电器都是并联,由题意可知:开始时各部分工作正常,将电饭煲的插头插入三孔插座后,电热壶突然不能工作,而电灯仍正常发光,这说明C、B之间不可能短路,否则电灯不亮;拔出电饭煲的插头,把测电笔插入插座的左、右插孔,氖管均能发光,这说明C、B之间不可能断路,否则,氖管不可能发光;而仅仅导线AB断路时,将测电笔插入插座的左、右插孔,则氖管一定均能发光;而插座用导线接地,不会引起上述故障.综上所述,选项C正确.
6.某同学自己在家看电视,突然发现电视机冒了烟,他采取的措施正确的是( )
A.马上跑到外面去喊人
B.立即断开电源,远离电视机,同时打开门窗
C.继续观察、看发生什么后果
D.心里害怕,自己走开了也不知怎么办才好
答案:B
7.某同学发现有人触电,他应采取的措施是( )
A.不加思索地去用手把触电人拉开
B.当作没看见
C.迅速找一根木棒,把人和电线分离
D.立即大声喊人,让别人来处理
答案:C
8.在家庭电路中常常发生:在台灯开关断开的情况下,把台灯插头插入插座时,室内其他电灯全部熄灭,保险丝熔断;有时是在台灯插头插入插座后,闭合台灯开关,室内其他电灯熄灭,保险丝熔断,引起这两种故障的最大可能( )
A.前者是插座短路,后者是灯泡短路
B.前者是插头短路,后者是灯泡短路
C.两者都是插座短路
D.两者都是插头短路
解析:选B.家庭电路中的保险丝熔断,是由于电路中的电流过大,而产生电流过大的原因有两个:一是用电器的总功率过大,另一个是发生短路.由生活常识可知,台灯的功率一般较小,因此造成保险丝熔断的原因不会是台灯的功率过大.由台灯插头未插入插座时,室内电灯正常发光可知插座处没有短路;在台灯开关断开的情况下,把台灯插头插入插座时,室内其他电灯全部熄灭,保险丝熔断,这是插头短路引起;在台灯插头插入插座后,闭合开关,室内其他电灯熄灭,保险丝熔断,这是灯泡短路造成.由以上分析可知,选项B正确.
二、双项选择题
9.如图所示的电路,F为交流发电机,C为平行板电容器,为使电流表示数增加,可行的办法是( )
A.使发电机的转速增加
B.使发电机的转速减小
C.将电容器换成一个电阻器
D.将电容器换成一个电容更大的电容器
解析:选AD.发电机的转动频率和发出的交流电的频率相同,交流电的频率越高,通过电容器的能力越强,所以A选项正确.电阻器对交流电有阻碍作用,阻碍作用的大小不确定,C选项不正确,电感器对交流电也有阻碍作用,也不能确定阻碍作用的大小.电容越大,阻碍作用越小,D正确.
10.下列做法哪些存在安全隐患( )
A.发现家中有很大的煤气味,立即开窗,不要打开电器开关
B.把插头插入插座后,习惯再按一下
C.牵动导线把电器插头从插座中拉出
D.经常用湿手接触电器开关
答案:CD
三、非选择题
11.电容器把外部电路中的电能储存在电容器内部的________中,电感器把外部电路的电能储存在电感器内部的________中.
答案:电场 磁场
12.家庭电路里有________、________和________三条线,家电一般是________连接.
答案:火线 零线 地线 并联